Teknologjia kuantike e informacionit është një teknologji e re informacioni e bazuar në mekanikën kuantike, e cila kodon, njehson dhe transmeton informacionin fizik që përmbansistemi kuantik.Zhvillimi dhe aplikimi i teknologjisë kuantike të informacionit do të na sjellë në "epokën kuantike" dhe do të realizojmë efikasitet më të lartë të punës, metoda komunikimi më të sigurta dhe një mënyrë jetese më të përshtatshme dhe të gjelbër.
Efikasiteti i komunikimit ndërmjet sistemeve kuantike varet nga aftësia e tyre për të bashkëvepruar me dritën.Megjithatë, është shumë e vështirë të gjesh një material që mund të përfitojë plotësisht nga vetitë kuantike të optikës.
Kohët e fundit, një ekip kërkimor në Institutin e Kimisë në Paris dhe Institutin e Teknologjisë në Karlsruhe demonstruan së bashku potencialin e një kristali molekular të bazuar në jonet e europiumit të tokës së rrallë (Eu³ +) për aplikime në sistemet kuantike të optikës.Ata zbuluan se emetimi ultra i ngushtë i gjerësisë së vijës së këtij kristali molekular Eu³ + mundëson ndërveprim efikas me dritën dhe ka vlerë të rëndësishme nëkomunikimi kuantikdhe llogaritja kuantike.
Figura 1: Komunikimi kuantik i bazuar në kristalet molekulare të europiumit të tokës së rrallë
Gjendjet kuantike mund të mbivendosen, kështu që informacioni kuantik mund të mbivendoset.Një kubit i vetëm mund të përfaqësojë njëkohësisht një sërë gjendjesh të ndryshme midis 0 dhe 1, duke lejuar që të dhënat të përpunohen paralelisht në grupe.Si rezultat, fuqia llogaritëse e kompjuterëve kuantikë do të rritet në mënyrë eksponenciale në krahasim me kompjuterët dixhitalë tradicionalë.Sidoqoftë, për të kryer operacione llogaritëse, mbivendosja e kubiteve duhet të jetë në gjendje të qëndrojë në mënyrë të qëndrueshme për një periudhë kohore.Në mekanikën kuantike, kjo periudhë e stabilitetit njihet si jetëgjatësia e koherencës.Rrotullimet bërthamore të molekulave komplekse mund të arrijnë gjendje mbivendosjeje me jetëgjatësi të gjatë të thatë, sepse ndikimi i mjedisit në rrotullimet bërthamore mbrohet në mënyrë efektive.
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 integruarpajisje optike.Kristalet molekulare janë më të lehta për t'u integruar, por është e vështirë të vendoset një lidhje e besueshme midis rrotullimit dhe dritës, sepse brezat e emetimit janë shumë të gjera.
Kristalet molekulare të tokës së rrallë të zhvilluar në këtë punë kombinojnë mjeshtërisht avantazhet e të dyjave në atë që, nën ngacmimin me lazer, Eu³ + mund të lëshojë fotone që mbartin informacion rreth rrotullimit bërthamor.Nëpërmjet eksperimenteve specifike me lazer, mund të krijohet 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 kubit të shumëfishtë të ngatërruar.Studiuesit demonstruan se Eu³ + në kristalet molekulare të mësipërme mund të arrijë gërshetim kuantik përmes bashkimit të fushës elektrike të humbur, duke mundësuar kështu përpunimin kuantik të informacionit.Për shkak se kristalet molekulare përmbajnë jone të shumta të tokës së rralla, mund të arrihen dendësi relativisht të larta kubit.
Një kërkesë tjetër për llogaritjen kuantike është adresueshmëria e kubiteve individuale.Teknika e adresimit optik në këtë punë mund të përmirësojë shpejtësinë e leximit dhe të parandalojë ndërhyrjen e sinjalit të qarkut.Krahasuar me studimet e mëparshme, koherenca optike e kristaleve molekulare Eu³ + e raportuar në këtë punë është përmirësuar me rreth një mijë herë, në mënyrë që gjendjet e rrotullimit bërthamor të mund 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 në distancë.Një konsideratë e mëtejshme mund t'i jepet integrimit të kristaleve të reja molekulare Eu³ + në strukturën fotonike për të përmirësuar sinjalin ndriçues.Kjo punë përdor molekulat e rralla të tokës si bazë për internetin kuantik dhe hedh një hap të rëndësishëm drejt arkitekturave të ardhshme të komunikimit kuantik.
Koha e postimit: Jan-02-2024