Kuantum Bilgi Teknolojisi, içinde yer alan fiziksel bilgileri kodlayan, hesaplayan ve ileten kuantum mekaniğine dayalı yeni bir bilgi teknolojisidir.kuantum sistemi. Kuantum bilgi teknolojisinin geliştirilmesi ve uygulanması bizi “kuantum yaşına” getirecek ve daha yüksek iş verimliliği, daha güvenli iletişim yöntemleri ve daha uygun ve yeşil yaşam tarzı gerçekleştirecektir.
Kuantum sistemleri arasındaki iletişimin verimliliği, ışıkla etkileşim kurma yeteneklerine bağlıdır. Bununla birlikte, optikin kuantum özelliklerinden tam olarak yararlanabilecek bir malzeme bulmak çok zordur.
Son zamanlarda, Paris'teki Kimya Enstitüsü ve Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü birlikte bir araştırma ekibi birlikte, optik kuantum sistemlerindeki uygulamalar için nadir toprak europium iyonlarına (Eu³ +) dayanan bir moleküler kristalin potansiyelini göstermiştir. Bu eu³ + moleküler kristalin ultra anlatı çizgisi genişliği emisyonunun ışıkla etkili etkileşimi sağladığını ve önemli bir değere sahip olduğunu buldular.kuantum iletişimive kuantum bilgi işlem.
Şekil 1: Nadir Dünya Europium moleküler kristallerine dayanan kuantum iletişimi
Kuantum durumları üst üste bindirilebilir, böylece kuantum bilgileri üst üste bindirilebilir. Tek bir kubit aynı anda 0 ile 1 arasında çeşitli farklı durumları temsil edebilir ve verilerin paralel olarak paralel olarak işlenmesine izin verir. Sonuç olarak, kuantum bilgisayarların bilgi işlem gücü geleneksel dijital bilgisayarlara kıyasla katlanarak artacaktır. Bununla birlikte, hesaplama işlemlerini gerçekleştirmek için, kubitlerin üst üste binmesi bir süre istikrarlı bir şekilde devam edebilmelidir. Kuantum mekaniğinde, bu stabilite süresi tutarlılık ömrü olarak bilinir. Kompleks moleküllerin nükleer spinleri, uzun kuru yaşam süreleri olan süperpozisyon durumlarına ulaşabilir, çünkü çevrenin nükleer dönüşler üzerindeki etkisi etkili bir şekilde korunur.
Nadir toprak iyonları ve moleküler kristaller kuantum teknolojisinde kullanılan iki sistemdir. Nadir toprak iyonları mükemmel optik ve spin özelliklerine sahiptir, ancak bunların entegre edilmesi zordur.Optik Cihazlar. Moleküler kristallerin entegre edilmesi daha kolaydır, ancak spin ve ışık arasında güvenilir bir bağlantı kurmak zordur, çünkü emisyon bantları çok geniştir.
Bu çalışmada geliştirilen nadir toprak moleküler kristaller, lazer uyarımı altında her ikisinin de avantajlarını düzgün bir şekilde birleştirir, eu³ + nükleer spin hakkında bilgi taşıyan fotonlar yayabilir. Spesifik lazer deneyleri ile etkili bir optik/nükleer spin arayüzü üretilebilir. Bu temelde, araştırmacılar daha da nükleer spin seviyesi adreslemesini, fotonların tutarlı depolanmasını ve ilk kuantum operasyonunun yürütülmesini gerçekleştirdiler.
Verimli kuantum hesaplama için, genellikle birden fazla dolaşmış kubit gereklidir. Araştırmacılar, yukarıdaki moleküler kristallerdeki Eu³ + 'nın başıboş elektrik alan birleştirme yoluyla kuantum dolaşmasına neden olabileceğini ve böylece kuantum bilgi işlemesini sağlayabileceğini gösterdiler. Moleküler kristaller birden fazla nadir toprak iyonu içerdiğinden, nispeten yüksek kubit yoğunlukları elde edilebilir.
Kuantum hesaplama için bir başka gereklilik, tek tek kubitlerin adreslenebilirliğidir. Bu çalışmadaki optik adresleme tekniği okuma hızını artırabilir ve devre sinyalinin parazitini önleyebilir. Önceki çalışmalarla karşılaştırıldığında, bu çalışmada bildirilen Eu³ + moleküler kristallerin optik tutarlılığı yaklaşık bin kat iyileştirilir, böylece nükleer spin durumları optik olarak belirli bir şekilde manipüle edilebilir.
Optik sinyaller, uzaktan kuantum iletişimi için kuantum bilgisayarları bağlamak için uzun mesafeli kuantum bilgi dağılımı için de uygundur. Aydınlık sinyali arttırmak için yeni Eu³ + moleküler kristallerin fotonik yapıya entegrasyonuna daha fazla dikkat çekilebilir. Bu çalışma, Quantum Internet'in temeli olarak nadir toprak moleküllerini kullanır ve gelecekteki kuantum iletişim mimarilerine doğru önemli bir adım atar.
Gönderme Zamanı: Ocak-02-2024