Cleachdadh cuantamachteicneòlas fotonaigs meanbh-thonn
Lorgaireachd chomharran lag
Is e aon de na cleachdaidhean as gealltanach de theicneòlas fotonaig meanbh-thonn cuantamach lorg chomharran meanbh-thonn/RF a tha ro lag. Le bhith a’ cleachdadh lorg foton singilte, tha na siostaman seo fada nas mothachaile na dòighean traidiseanta. Mar eisimpleir, tha an luchd-rannsachaidh air siostam fotonaig meanbh-thonn cuantamach a nochdadh as urrainn comharran a lorg cho ìosal ri -112.8 dBm gun leudachadh dealain sam bith. Tha an cugallachd fìor àrd seo ga dhèanamh freagarrach airson cleachdaidhean leithid conaltradh fànais dhomhainn.
Fotonaigs meanbh-thonngiullachd chomharran
Bidh fotonaigs meanbh-thonn cuantamach cuideachd a’ cur an gnìomh gnìomhan giullachd chomharran leud-bann àrd leithid gluasad ìre agus sìoladh. Le bhith a’ cleachdadh eileamaid optigeach sgapte agus ag atharrachadh tonn-fhaid an t-solais, sheall an luchd-rannsachaidh gu bheil gluasadan ìre RF suas gu 8 GHz agus leud-bann sìolaidh RF suas gu 8 GHz. Gu cudromach, tha na feartan seo uile air an coileanadh le bhith a’ cleachdadh electronics 3 GHz, a tha a’ sealltainn gu bheil an coileanadh a’ dol thairis air crìochan leud-bann traidiseanta.
Mapadh tricead neo-ionadail gu ùine
Is e aon chomas inntinneach a thig bho bhith a’ ceangal ri chèile cuantamach mapadh tricead neo-ionadail gu ùine. Faodaidh an dòigh seo speactram stòr aon-foton pumpaichte tonn-leantainneach a mhapadh gu raon ùine aig àite iomallach. Bidh an siostam a’ cleachdadh paidhrichean foton ceangailte anns a bheil aon ghath a’ dol tro chriathrag speactram agus am fear eile a’ dol tro eileamaid sgapaidh. Air sgàth eisimeileachd tricead fotonan ceangailte, tha am modh sìolaidh speactram air a mhapadh gu neo-ionadail chun raon ùine.
Tha Figear 1 a’ mìneachadh a’ bhun-bheachd seo:
Faodaidh an dòigh seo tomhas speactram sùbailte a choileanadh gun a bhith a’ làimhseachadh an stòr solais a chaidh a thomhas gu dìreach.
Mothachadh teannaichte
Cuantumoptaigeach meanbh-thonnTha teicneòlas cuideachd a’ toirt seachad dòigh ùr airson mothachadh teannaichte air comharran leathann-bann. A’ cleachdadh an neo-riaghailteachd a tha an lùib lorg cuantamach, tha luchd-rannsachaidh air siostam mothachaidh teannaichte cuantamach a nochdadh a tha comasach air faighinn air aisRF 10 GHzspeactraman. Bidh an siostam ag atharrachadh an comharra RF gu staid pòlarachaidh a’ photon co-leanailteach. Bidh lorg aon-photon an uairsin a’ toirt seachad maitrís tomhais air thuaiream nàdarrach airson mothachadh teannaichte. San dòigh seo, faodar an comharra leathann-bann ath-nuadhachadh aig ìre samplachaidh Yarnyquist.
Sgaoileadh iuchair cuantamach
A bharrachd air a bhith a’ leasachadh thagraidhean fotonaig meanbh-thonn traidiseanta, faodaidh teicneòlas cuantamach siostaman conaltraidh cuantamach leithid sgaoileadh iuchrach cuantamach (QKD) a leasachadh cuideachd. Sheall an luchd-rannsachaidh sgaoileadh iuchrach cuantamach ioma-fhillte fo-ghiùladair (SCM-QKD) le bhith a’ iomadachadh fo-ghiùladair fotonan meanbh-thonn air siostam sgaoileadh iuchrach cuantamach (QKD). Leigidh seo le iomadh iuchrach cuantamach neo-eisimeileach a bhith air an tar-chur thairis air aon tonn-fhaid solais, agus mar sin a’ meudachadh èifeachdas speactram.
Tha Figear 2 a’ sealltainn bun-bheachd agus toraidhean deuchainneach an t-siostaim SCM-QKD dà-ghiùladair:
Ged a tha teicneòlas fotonaigs meanbh-thonn cuantamach gealltanach, tha cuid de dhùbhlain ann fhathast:
1. Comas cuibhrichte ann an àm fìor: Feumaidh an siostam làithreach tòrr ùine cruinneachaidh gus an comharra ath-thogail.
2. Duilgheadas a’ dèiligeadh ri comharran spreadhaidh/singilte: Tha nàdar staitistigeil an ath-thogail a’ cuingealachadh a chomas a bhith air a chur an sàs ann an comharran nach eil ag ath-aithris.
3. Tionndaidh gu fìor chruth-tonn meanbh-thonn: Feumar ceumannan a bharrachd gus an histogram ath-chruthaichte a thionndadh gu cruth-tonn a ghabhas cleachdadh.
4. Feartan innealan: Tha feum air tuilleadh sgrùdaidh air giùlan innealan fotonaigeach cuantamach agus meanbh-thonn ann an siostaman còmhla.
5. Amalachadh: Bidh a’ mhòr-chuid de shiostaman an-diugh a’ cleachdadh phàirtean mòra fa leth.
Gus dèiligeadh ris na dùbhlain sin agus an raon adhartachadh, tha grunn stiùiridhean rannsachaidh gealltanach a’ tighinn am bàrr:
1. Modhan ùra a leasachadh airson giullachd chomharran ann an àm fìor agus lorg singilte.
2. Rannsaich tagraidhean ùra a bhios a’ cleachdadh cugallachd àrd, leithid tomhas meanbh-shfèar leaghaidh.
3. Lean air adhart le bhith a’ coileanadh fotonan agus dealanan amalaichte gus meud agus iom-fhillteachd a lùghdachadh.
4. Sgrùd an eadar-obrachadh leasaichte eadar solas agus stuth ann an cuairtean fotonaigeach meanbh-thonn cuantamach amalaichte.
5. Teicneòlas foton meanbh-thonn cuantamach a chur còmhla ri teicneòlasan cuantamach eile a tha a’ tighinn am bàrr.
Àm puist: Sultain-02-2024