Квантты колдонуумикротолкундуу фотоника технологиясы
Алсыз сигналды аныктоо
Кванттык микротолкундуу фотоникалык технологиянын эң келечектүү колдонмолорунун бири өтө начар микротолкундуу/RF сигналдарын аныктоо болуп саналат. Бир фотонду аныктоону колдонуу менен бул системалар салттуу методдорго караганда алда канча сезгич. Мисалы, изилдөөчүлөр кванттык микротолкундуу фотоникалык системаны көрсөтүштү, ал -112,8 дБм чейин төмөн сигналдарды эч кандай электрондук күчөтүүсүз аныктай алат. Бул өтө жогорку сезгичтик аны терең космостук байланыш сыяктуу колдонмолор үчүн идеалдуу кылат.
Микротолкундар фотоникасысигналды иштетүү
Кванттык микротолкундуу фотоника ошондой эле фазаны алмаштыруу жана чыпкалоо сыяктуу жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгүн иштетүүчү функцияларды ишке ашырат. Дисперсиялык оптикалык элементти колдонуу жана жарыктын толкун узундугун тууралоо менен, изилдөөчүлөр RF фазасы 8 ГГц RF чыпкалоо өткөрүү тилкесинин кеңдигин 8 ГГц чейин жылдырарын көрсөтүштү. Баарынан маанилүүсү, бул функциялардын бардыгы 3 ГГц электроникасынын жардамы менен ишке ашат, бул аткаруунун салттуу өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн чегинен ашып кеткендигин көрсөтүп турат.
Жергиликтүү эмес жыштыктан убакыт картасына
Кванттык чыр-чатактын натыйжасында пайда болгон кызыктуу мүмкүнчүлүктөрдүн бири - бул локалдык эмес жыштыктарды убакыттын картасына түшүрүү. Бул ыкма алыскы жердеги убакыт доменине үзгүлтүксүз толкун сордурулган бир фотондуу булактын спектрин карталай алат. Системада чырмалышкан фотон жуптары колдонулат, анда бир нур спектралдык фильтрден, экинчиси дисперсиялык элементтен өтөт. Чаташкан фотондордун жыштыгына көз каранды болгондуктан, спектрдик чыпкалоо режими убакыт доменине локалдык эмес картага түшүрүлөт.
1-сүрөт бул түшүнүктү көрсөтөт:
Бул ыкма өлчөнгөн жарык булагын түздөн-түз манипуляциялоосуз ийкемдүү спектрдик өлчөөгө жетише алат.
Кысылган сезүү
Квантмикротолкундуу оптикалыктехнология ошондой эле кең тилкелүү сигналдарды кысылган сезүү үчүн жаңы ыкманы камсыз кылат. Кванттык аныктоого мүнөздүү кокустуктан пайдаланып, изилдөөчүлөр калыбына келтирүүгө жөндөмдүү кванттык кысылган сезүү системасын көрсөтүштү.10 ГГц RFспектрлер. Система RF сигналын когеренттүү фотондун поляризация абалына модуляциялайт. Бир фотонду аныктоо анда кысылган сезүү үчүн табигый кокустук өлчөө матрицасын камсыз кылат. Ушундай жол менен, кең тилкелүү сигнал Yarnyquist үлгү алуу ылдамдыгы боюнча калыбына келтирилиши мүмкүн.
Кванттык ачкыч бөлүштүрүү
Салттуу микротолкундуу фотоникалык тиркемелерди жакшыртуудан тышкары, кванттык технология кванттык ачкыч бөлүштүрүү (QKD) сыяктуу кванттык байланыш системаларын да жакшыртат. Окумуштуулар микротолкундуу фотондордун субташуучусун кванттык ачкыч бөлүштүрүүнүн (QKD) системасына мультиплексирлөө жолу менен субташуучу мультиплекс кванттык ачкыч бөлүштүрүүнү (SCM-QKD) көрсөтүштү. Бул бир нече көз карандысыз кванттык ачкычтарды жарыктын бир толкун узундугуна өткөрүүгө мүмкүндүк берет, ошону менен спектрдик эффективдүүлүктү жогорулатат.
2-сүрөттө кош ташуучу SCM-QKD системасынын концепциясы жана эксперименталдык натыйжалары көрсөтүлгөн:
Кванттык микротолкундуу фотоникалык технология келечектүү болсо да, дагы эле кээ бир кыйынчылыктар бар:
1. Чектелген реалдуу убакыт мүмкүнчүлүгү: Учурдагы система сигналды реконструкциялоо үчүн көп убакытты талап кылат.
2. Жарылуу/жалгыз сигналдар менен иштөө кыйынчылыгы: Реконструкциялоонун статистикалык мүнөзү анын кайталанбаган сигналдарга колдонулушун чектейт.
3. Чыныгы микротолкундуу толкун формасына айландыруу: Реконструкцияланган гистограмманы колдонууга жарамдуу толкун формасына айландыруу үчүн кошумча кадамдар талап кылынат.
4. Аппараттын мүнөздөмөлөрү: Комбинирленген системалардагы кванттык жана микротолкундуу фотоникалык түзүлүштөрдүн жүрүм-турумун андан ары изилдөө керек.
5. Интеграция: Бүгүнкү күндө көпчүлүк системалар көлөмдүү дискреттик компоненттерди колдонушат.
Бул көйгөйлөрдү чечүү жана талааны алдыга жылдыруу үчүн бир катар келечектүү изилдөө багыттары пайда болууда:
1. Чыныгы убакыт режиминде сигналды иштеп чыгуу жана жалгыз аныктоонун жаңы ыкмаларын иштеп чыгуу.
2. Суюк микросфераны өлчөө сыяктуу жогорку сезгичтикти пайдаланган жаңы колдонмолорду изилдеңиз.
3. Өлчөмдү жана татаалдыкты азайтуу үчүн интегралдык фотондорду жана электрондорду ишке ашырууга умтулуу.
4. Интегралдык кванттык микротолкундуу фотоникалык схемалардагы жакшыртылган жарык-заттын өз ара аракеттенүүсүн изилдөө.
5. Кванттык микротолкундуу фотон технологиясын башка өнүгүп келе жаткан кванттык технологиялар менен айкалыштыруу.
Посттун убактысы: 02-02-2024