Teknologjia e informacionit kuantik është një teknologji e re informacioni e bazuar në mekanikën kuantike, e cila kodon, llogarit dhe transmeton informacionin fizik të përfshirë nësistem kuantik. Zhvillimi dhe aplikimi i teknologjisë së informacionit kuantik do të na sjellë në "moshën kuantike" dhe do të realizojmë efikasitet më të lartë të punës, metoda më të sigurta të komunikimit dhe stilin e jetës më të përshtatshme dhe të gjelbër.
Efikasiteti i komunikimit midis sistemeve kuantike varet nga aftësia e tyre për të bashkëvepruar me dritën. Sidoqoftë, është shumë e vështirë të gjesh një material që mund të përfitojë plotësisht nga vetitë kuantike të optikës.
Kohët e fundit, një ekip hulumtues në Institutin e Kimisë në Paris dhe Institutin e Teknologjisë Karlsruhe së bashku demonstroi potencialin e një kristali molekular bazuar në jonet e rralla të Europium Europium (Eu³ +) për aplikime në sistemet kuantike të optikës. Ata zbuluan se emetimi i gjerësisë së linjës ultra-narrow të këtij kristali molekular të Eu³ + mundëson ndërveprim efikas me dritën dhe ka vlerë të rëndësishme nëkomunikim kuantikdhe llogaritja kuantike.
Figura 1: Komunikimi kuantik i bazuar në kristale molekulare të rrallë të Europium Europium
Shtetet kuantike mund të mbivendosen, kështu që informacioni kuantik mund të mbivendoset. Një qubit i vetëm mund të përfaqësojë njëkohësisht një larmi shtetesh të ndryshme midis 0 dhe 1, duke lejuar që të dhënat të përpunohen paralelisht në tufa. Si rezultat, fuqia informatike e kompjuterave kuantikë do të rritet në mënyrë eksponenciale në krahasim me kompjuterët tradicionalë dixhitalë. Sidoqoftë, për të kryer operacione llogaritëse, superpozita e qubits duhet të jetë në gjendje të vazhdojë në mënyrë të vazhdueshme për një periudhë kohe. Në mekanikën kuantike, kjo periudhë e stabilitetit njihet si jeta e koherencës. Rrotullimet bërthamore të molekulave komplekse mund të arrijnë gjendje të superpozicionit me jetë të gjatë të thatë sepse ndikimi i mjedisit në rrotullimet bërthamore është në mënyrë efektive e mbrojtur.
Jonet e rralla të tokës dhe kristalet molekulare janë dy sisteme që janë përdorur në teknologjinë kuantike. Jonet e rralla të tokës kanë veti të shkëlqyera optike dhe rrotulluese, por ato janë të vështira për t'u integruar nëpajisje optike. Kristalet molekulare janë më të lehta për tu integruar, por është e vështirë të vendoset një lidhje e besueshme midis rrotullimit dhe dritës sepse bandat e emetimeve janë shumë të gjera.
Kristalet molekulare të rralla të tokës të zhvilluara në këtë punë kombinojnë mjeshtërisht avantazhet e të dyve në atë, nën ngacmimin me lazer, Eu³ + mund të lëshojë fotone që mbajnë informacione rreth rrotullimit bërthamor. Përmes eksperimenteve specifike me lazer, mund të gjenerohet një ndërfaqe efikase e rrotullimit optik/bërthamor. Mbi këtë bazë, studiuesit realizuan më tej adresimin e nivelit të rrotullimit bërthamor, ruajtjen koherente të fotoneve dhe ekzekutimin e operacionit të parë kuantik.
Për llogaritjen kuantike efikase, zakonisht kërkohen kuba të shumta të ngatërruara. Studiuesit demonstruan se Eu³ + në kristalet e mësipërme molekulare mund të arrijnë ngatërrime kuantike përmes bashkimit të fushës elektrike endacake, duke mundësuar kështu përpunimin e informacionit kuantik. Për shkak se kristalet molekulare përmbajnë jone të shumta të rralla të tokës, mund të arrihen dendësi relativisht të larta të qubit.
Një tjetër kërkesë për llogaritjen kuantike është adresueshmëria e kubit individuale. Teknika optike e adresimit në këtë punë mund të përmirësojë shpejtësinë e leximit dhe të parandalojë ndërhyrjen e sinjalit të qarkut. Në krahasim me studimet e mëparshme, koherenca optike e kristaleve molekulare të Eu³ + të raportuara në këtë punë është përmirësuar me rreth një mijë-fish, në mënyrë që shtetet e rrotullimit bërthamor të manipulohen optikisht në një mënyrë specifike.
Sinjalet optike janë gjithashtu të përshtatshme për shpërndarjen e informacionit kuantik në distanca të gjata për të lidhur kompjuterët kuantikë për komunikim kuantik të largët. Konsideratë e mëtutjeshme mund t'i kushtohet integrimit të kristaleve të reja të Eu³ + molekulare në strukturën fotonike për të përmirësuar sinjalin shkëlqyes. Kjo punë përdor molekula të rralla të tokës si bazë për internetin kuantik, dhe ndërmerr një hap të rëndësishëm drejt arkitekturave të komunikimit kuantik të ardhshëm.
Koha e postimit: Jan-02-2024