Кванттык маалыматтык технологиялар – бул кванттык механикага негизделген жаңы маалыматтык технология, анда камтылган физикалык маалыматты коддоочу, эсептөөчү жана өткөрүүчү.кванттык система. Кванттык маалыматтык технологияларды иштеп чыгуу жана колдонуу бизди “кванттык доорго” алып келип, иштин жогорку натыйжалуулугун, коопсуз байланыш ыкмаларын жана ыңгайлуу жана жашыл жашоо образын ишке ашырат.
Кванттык системалардын ортосундагы байланыштын эффективдүүлүгү алардын жарык менен өз ара аракеттенүү жөндөмдүүлүгүнө жараша болот. Бирок оптиканын кванттык касиеттерин толук пайдалана ала турган материалды табуу өтө кыйын.
Жакында Париждеги Химия институтунун жана Карлсруэ технологиялык институтунун изилдөө тобу биргелешип оптиканын кванттык системаларында колдонуу үчүн сейрек кездешүүчү европий иондорунун (Eu³ +) негизинде молекулалык кристаллдын потенциалын көрсөтүштү. Алар бул Eu³ + молекулярдык кристаллынын ультра тар сызыктуу эмиссиясы жарык менен эффективдүү өз ара аракеттенүүгө мүмкүндүк берет жанакванттык байланышжана кванттык эсептөө.
1-сүрөт: сейрек кездешүүчү европийдин молекулалык кристаллдарына негизделген кванттык байланыш
Кванттык абалдарды үстү-үстүнө коюуга болот, ошондуктан кванттык маалымат үстүнө коюлушу мүмкүн. Жалгыз кубит бир эле учурда 0 жана 1 ортосундагы ар түрдүү абалдарды көрсөтө алат, бул маалыматтарды партиялар менен параллелдүү иштетүүгө мүмкүндүк берет. Натыйжада, кванттык компьютерлердин эсептөө күчү салттуу санариптик компьютерлерге салыштырмалуу экспоненциалдуу түрдө жогорулайт. Бирок, эсептөө операцияларын аткаруу үчүн, кубиттердин суперпозициясы бир канча убакытка чейин туруктуу болушу керек. Кванттык механикада туруктуулуктун бул мезгили когеренттүүлүк өмүрү деп аталат. Татаал молекулалардын өзөктүк спиндери узак кургак жашоо менен суперпозиция абалына жетиши мүмкүн, анткени чөйрөнүн ядролук спиндерге тийгизген таасири эффективдүү корголгон.
Сейрек кездешүүчү иондор жана молекулалык кристаллдар кванттык технологияда колдонулган эки система болуп саналат. Сейрек кездешүүчү жер иондору эң сонун оптикалык жана спиндик касиеттерге ээ, бирок аларды бириктирүү кыйыноптикалык приборлор. Молекулярдык кристаллдарды интеграциялоо оңой, бирок спин менен жарыктын ортосунда ишенимдүү байланыш түзүү кыйын, анткени эмиссия тилкелери өтө кең.
Бул эмгекте иштелип чыккан сейрек кездешүүчү жердин молекулалык кристаллдары экөөнүн тең артыкчылыктарын тыкан айкалыштырат, анткени лазердик дүүлүккөндө Eu³ + ядролук спин жөнүндө маалымат алып жүрүүчү фотондорду чыгара алат. Атайын лазердик эксперименттер аркылуу эффективдүү оптикалык/ядролук айлануу интерфейсин түзүүгө болот. Мунун негизинде изилдөөчүлөр андан ары ядролук спиндин деңгээлин аныктоону, фотондорду когеренттүү сактоону жана биринчи кванттык операцияны ишке ашырууну ишке ашырышты.
Натыйжалуу кванттык эсептөө үчүн, адатта, бир нече чырмалышкан кубиттер талап кылынат. Изилдөөчүлөр жогорудагы молекулалык кристаллдардагы Eu³ + адашкан электр талаасынын кошулушу аркылуу кванттык чырмалышка жетишип, кванттык маалыматты иштетүүгө мүмкүндүк берерин көрсөтүштү. Молекулярдык кристаллдарда бир нече сейрек кездешүүчү жер иондору бар болгондуктан, салыштырмалуу жогорку кубит тыгыздыгына жетишүүгө болот.
Кванттык эсептөөлөр үчүн дагы бир талап - жеке кубиттердин даректүүлүгү. Бул иштеги оптикалык адрестөө ыкмасы окуу ылдамдыгын жакшыртат жана схема сигналынын кийлигишүүсүн алдын алат. Мурунку изилдөөлөр менен салыштырганда, бул эмгекте билдирилген Eu³ + молекулярдык кристаллдарынын оптикалык когеренттүүлүгү болжол менен миң эсеге жакшыртылды, ошондуктан ядролук спиндик абалдарды оптикалык түрдө конкреттүү түрдө башкарууга болот.
Оптикалык сигналдар алыскы кванттык байланыш үчүн кванттык компьютерлерди туташтыруу үчүн алыскы кванттык маалыматты бөлүштүрүү үчүн да ылайыктуу. Жарык сигналды күчөтүү үчүн фотоникалык түзүлүшкө жаңы Eu³ + молекулярдык кристаллдарды интеграциялоону андан ары карап чыгууга болот. Бул эмгек сейрек кездешүүчү жердин молекулаларын кванттык интернеттин негизи катары колдонот жана келечектеги кванттык байланыш архитектурасына карай маанилүү кадам таштайт.
Посттун убактысы: 2024-жылдын 2-январына чейин