Kvantuma informa teknologio estas nova informa teknologio bazita sur kvantuma mekaniko, kiu kodas, komputas kaj transdonas la fizikajn informojn enhavitajn enkvantuma sistemo. La disvolviĝo kaj aplikado de kvantuma informa teknologio alportos nin al la "kvantuma epoko", kaj realigos pli altan laborefikecon, pli sekurajn komunikajn metodojn kaj pli oportunan kaj verdan vivstilon.
La efikeco de komunikado inter kvantumsistemoj dependas de ilia kapablo interagi kun lumo. Tamen, estas tre malfacile trovi materialon kiu povas plene utiligi la kvantumajn ecojn de optiko.
Lastatempe, esplorteamo ĉe la Instituto de Kemio en Parizo kaj la Karlsruhe-Instituto de Teknologio kune pruvis la potencialon de molekula kristalo bazita sur maloftaj teraj eŭropiojonoj (Eu³ +) por aplikoj en kvantumsistemoj de optiko. Ili trovis, ke la ultra-mallarĝa linilarĝa emisio de tiu Eu³ + molekula kristalo ebligas efikan interagadon kun lumo kaj havas gravan valoron enkvantuma komunikadokaj kvantuma komputado.
Figuro 1: Kvantuma komunikado bazita sur maloftaj teraj eŭropiaj molekulaj kristaloj
Kvantumaj statoj povas esti supermetitaj, do kvantumaj informoj povas esti supermetitaj. Ununura kŭbito povas samtempe reprezenti diversajn malsamajn statojn inter 0 kaj 1, permesante al datumoj esti prilaboritaj paralele en aroj. Kiel rezulto, la komputa potenco de kvantumkomputiloj pliiĝos eksponente kompare kun tradiciaj ciferecaj komputiloj. Tamen, por elfari komputilajn operaciojn, la supermeto de kvbitoj devas povi daŭri konstante por tempodaŭro. En kvantuma mekaniko, tiu periodo de stabileco estas konata kiel la kohera vivdaŭro. La nukleaj spinoj de kompleksaj molekuloj povas atingi supermetitajn statojn kun longaj sekaj vivdaŭroj ĉar la influo de medio sur nukleaj spinoj estas efike ŝirmita.
Rarateraj jonoj kaj molekulaj kristaloj estas du sistemoj kiuj estis uzitaj en kvantuma teknologio. Rarateraj jonoj havas bonegajn optikajn kaj spinajn trajtojn, sed ili estas malfacile integreblajoptikaj aparatoj. Molekulaj kristaloj estas pli facile integreblaj, sed estas malfacile establi fidindan ligon inter spino kaj lumo ĉar la emisiobendoj estas tro larĝaj.
La maloftaj teraj molekulaj kristaloj evoluigitaj en ĉi tiu laboro nete kombinas la avantaĝojn de ambaŭ en tio, sub lasera ekscito, Eu³ + povas elsendi fotonojn portantajn informojn pri nuklea spino. Tra specifaj lasereksperimentoj, efika optika/nuklea spininterfaco povas esti generita. Sur ĉi tiu bazo, la esploristoj plue realigis nuklean spinnivelan traktadon, koheran stokadon de fotonoj, kaj la plenumon de la unua kvantuma operacio.
Por efika kvantuma komputado, multoblaj implikitaj kvbitoj estas kutime postulataj. La esploristoj pruvis, ke Eu³ + en ĉi-supraj molekulaj kristaloj povas atingi kvantuman implikiĝon per devaga elektra kampo-kuplado, tiel ebligante kvantuman informpretigon. Ĉar la molekulaj kristaloj enhavas multoblajn raraterajn jonojn, relative altaj kbitdensecoj povas esti atingitaj.
Alia postulo por kvantuma komputado estas la adresebleco de individuaj kvbitoj. La optika adresa tekniko en ĉi tiu laboro povas plibonigi la legan rapidon kaj malhelpi la interferon de la cirkvita signalo. Kompare kun antaŭaj studoj, la optika kohereco de Eu³ + molekulaj kristaloj raportitaj en ĉi tiu laboro estas plibonigita je ĉirkaŭ miloble, tiel ke la nukleaj spinŝtatoj povas esti optike manipulitaj en specifa maniero.
Optikaj signaloj ankaŭ taŭgas por longdistanca kvantuma informdistribuo por ligi kvantumkomputilojn por malproksima kvantuma komunikado. Plia konsidero povus esti donita al la integriĝo de novaj Eu³ + molekulaj kristaloj en la fotonan strukturon por plifortigi la luma signalo. Ĉi tiu laboro uzas rarajn termolekulojn kiel bazon por kvantuma Interreto, kaj faras gravan paŝon al estontaj kvantumaj komunikado-arkitekturoj.
Afiŝtempo: Jan-02-2024