Кванттык илимдин колдонулушумикротолкундуу фотоника технологиясы
Начар сигналды аныктоо
Кванттык микротолкундуу фотоника технологиясынын эң келечектүү колдонмолорунун бири - өтө алсыз микротолкундуу/ЖЖ сигналдарын аныктоо. Бир фотондук аныктоону колдонуу менен, бул системалар салттуу ыкмаларга караганда алда канча сезгич. Мисалы, изилдөөчүлөр электрондук күчөтүүсүз -112,8 дБмге чейинки сигналдарды аныктай алган кванттык микротолкундуу фотондук системаны көрсөтүштү. Бул өтө жогорку сезгичтик аны терең космостук байланыш сыяктуу колдонмолор үчүн идеалдуу кылат.
Микротолкундуу фотоникасигналды иштетүү
Кванттык микротолкундуу фотоника ошондой эле фазаны жылдыруу жана чыпкалоо сыяктуу жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгүндөгү сигналдарды иштетүү функцияларын ишке ашырат. Дисперсиялык оптикалык элементти колдонуу жана жарыктын толкун узундугун тууралоо менен изилдөөчүлөр RF фазасы 8 ГГц RF чыпкалоо өткөрүү жөндөмдүүлүгүн 8 ГГцге чейин жылаарын көрсөтүштү. Маанилүүсү, бул функциялардын баарына 3 ГГц электрониканы колдонуу менен жетишилет, бул өндүрүмдүүлүктүн салттуу өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн чегинен ашып кетерин көрсөтүп турат.
Жергиликтүү эмес жыштыктан убакытка карта түзүү
Кванттык чырмалышуудан келип чыккан кызыктуу мүмкүнчүлүктөрдүн бири - жергиликтүү эмес жыштыкты убакытка чагылдыруу. Бул ыкма үзгүлтүксүз толкун менен сордурулган бир фотондук булагынын спектрин алыскы жердеги убакыт чөйрөсүнө чагылдыра алат. Система бир нур спектрдик чыпкадан, ал эми экинчиси дисперсиялык элементтен өткөн чырмалышкан фотон жуптарын колдонот. Чатмалышкан фотондордун жыштыкка көз карандылыгынан улам, спектрдик чыпкалоо режими убакыт чөйрөсүнө жергиликтүү эмес чагылдырылат.
1-сүрөт бул түшүнүктү чагылдырат:
Бул ыкма өлчөнгөн жарык булагын түздөн-түз манипуляциялабастан, ийкемдүү спектрдик өлчөөгө жетише алат.
Кысылган сезүү
Квантмикротолкундуу оптикалыктехнология ошондой эле кең тилкелүү сигналдарды кысылган сезүүнүн жаңы ыкмасын сунуштайт. Кванттык аныктоого мүнөздүү кокустукту колдонуп, изилдөөчүлөр калыбына келтирүүгө жөндөмдүү кванттык кысылган сезүү системасын көрсөтүштү.10 ГГц RFспектрлер. Система RF сигналын когеренттүү фотондун поляризация абалына модуляциялайт. Андан кийин бир фотондук аныктоо кысылган сезүү үчүн табигый кокустук өлчөө матрицасын камсыз кылат. Ушундай жол менен кең тилкелүү сигналды Ярниквисттин үлгү алуу ылдамдыгында калыбына келтирүүгө болот.
Кванттык ачкычтын бөлүштүрүлүшү
Салттуу микротолкундуу фотондук колдонмолорду өркүндөтүүдөн тышкары, кванттык технология кванттык ачкыч бөлүштүрүү (QKD) сыяктуу кванттык байланыш системаларын да жакшырта алат. Изилдөөчүлөр микротолкундуу фотондордун субалуучусун кванттык ачкыч бөлүштүрүү (QKD) системасына мультиплекстөө аркылуу субалуучу мультиплекстүү кванттык ачкыч бөлүштүрүүнү (SCM-QKD) көрсөтүштү. Бул бир нече көз карандысыз кванттык ачкычтарды жарыктын бир толкун узундугу боюнча өткөрүүгө мүмкүндүк берет, ошону менен спектрдик натыйжалуулукту жогорулатат.
2-сүрөттө кош ташуучу SCM-QKD системасынын концепциясы жана эксперименталдык жыйынтыктары көрсөтүлгөн:
Кванттык микротолкундуу фотоника технологиясы келечектүү болгону менен, дагы эле кээ бир кыйынчылыктар бар:
1. Реалдуу убакыттагы мүмкүнчүлүктөрдүн чектелүүлүгү: Учурдагы система сигналды калыбына келтирүү үчүн көп убакытты топтоону талап кылат.
2. Жарылуу/жалгыз сигналдар менен иштөөдөгү кыйынчылык: Реконструкциянын статистикалык мүнөзү анын кайталанбаган сигналдарга колдонулушун чектейт.
3. Чыныгы микротолкундуу толкун формасына айландыруу: Реконструкцияланган гистограмманы колдонууга жарактуу толкун формасына айландыруу үчүн кошумча кадамдар талап кылынат.
4. Түзмөктүн мүнөздөмөлөрү: Айкалышкан системалардагы кванттык жана микротолкундуу фотондук түзүлүштөрдүн жүрүм-турумун андан ары изилдөө зарыл.
5. Интеграция: Бүгүнкү күндө көпчүлүк системалар көлөмдүү дискреттик компоненттерди колдонушат.
Бул көйгөйлөрдү чечүү жана тармакты өнүктүрүү үчүн бир катар келечектүү изилдөө багыттары пайда болууда:
1. Реалдуу убакыт режиминде сигналдарды иштетүү жана бир жолку аныктоо үчүн жаңы ыкмаларды иштеп чыгуу.
2. Суюк микросфераны өлчөө сыяктуу жогорку сезгичтикти колдонгон жаңы колдонмолорду изилдеңиз.
3. Өлчөмүн жана татаалдыгын азайтуу үчүн интегралдык фотондорду жана электрондорду ишке ашырууну улантуу.
4. Интегралдык кванттык микротолкундуу фотондук схемалардагы жарык-заттын өз ара аракеттенүүсүнүн күчөшүн изилдөө.
5. Кванттык микротолкундуу фотон технологиясын башка жаңыдан пайда болуп жаткан кванттык технологиялар менен айкалыштыруу.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 2-сентябры