Kvantuma informa teknologio estas nova informa teknologio bazita sur kvantuma mekaniko, kiu ĉifras, komputas kaj transdonas la fizikajn informojn enhavitajn en...kvantumsistemoLa disvolviĝo kaj apliko de kvantuma informa teknologio kondukos nin en la "kvantuman epokon", 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 Teknologia Instituto de Karlsruhe kune montris la potencialon de molekula kristalo bazita sur rarateraj eŭropiaj jonoj (Eu³+) por aplikoj en kvantumaj sistemoj de optiko. Ili trovis, ke la ultra-mallarĝa linilarĝa emisio de ĉi tiu Eu³+ molekula kristalo ebligas efikan interagadon kun lumo kaj havas gravan valoron en...kvantuma komunikadokaj kvantuma komputado.
Figuro 1: Kvantuma komunikado bazita sur rarateraj eŭropiaj molekulaj kristaloj
Kvantumaj statoj povas esti supermetitaj, do kvantumaj informoj povas esti supermetitaj. Unuopa kvbito povas samtempe reprezenti diversajn statojn inter 0 kaj 1, permesante ke datumoj estu prilaboritaj paralele en aroj. Rezulte, la komputila povo de kvantumkomputiloj pliiĝos eksponente kompare kun tradiciaj ciferecaj komputiloj. Tamen, por plenumi komputilajn operaciojn, la supermeto de kvbitoj devas povi daŭri konstante dum certa tempodaŭro. En kvantummekaniko, ĉi tiu periodo de stabileco estas konata kiel la kohereca vivdaŭro. La nukleaj spinoj de kompleksaj molekuloj povas atingi supermetajn statojn kun longaj sekaj vivdaŭroj ĉar la influo de la medio sur nukleaj spinoj estas efike ŝirmita.
Rarateraj jonoj kaj molekulaj kristaloj estas du sistemoj uzitaj en kvantuma teknologio. Rarateraj jonoj havas bonegajn optikajn kaj spinajn ecojn, sed malfacilas integri ilin en...optikaj aparatojMolekulaj kristaloj estas pli facile integreblaj, sed malfacilas establi fidindan ligon inter spino kaj lumo ĉar la emisiaj bendoj estas tro larĝaj.
La rarateraj molekulaj kristaloj evoluigitaj en ĉi tiu laboro lerte kombinas la avantaĝojn de ambaŭ, ĉar sub lasera ekscito, Eu³+ povas elsendi fotonojn portantajn informojn pri nuklea spino. Per specifaj lasereksperimentoj, efika optika/nuklea spina interfaco povas esti generita. Surbaze de tio, la esploristoj plue realigis adresadon je nuklea spina nivelo, koheran stokadon de fotonoj, kaj la efektivigon de la unua kvantuma operacio.
Por efika kvantumkomputiko, kutime necesas pluraj interplektitaj kubitoj. La esploristoj montris, ke Eu³+ en la supre menciitaj molekulaj kristaloj povas atingi kvantuminterplektiĝon per kuplado de devaga elektra kampa sistemo, tiel ebligante kvantuminforman prilaboradon. Ĉar la molekulaj kristaloj enhavas plurajn raraterajn jonojn, oni povas atingi relative altajn kubitdensecojn.
Alia postulo por kvantuma komputado estas la adreseblo de individuaj kvbitoj. La optika adrestekniko en ĉi tiu laboro povas plibonigi la legrapidecon kaj malhelpi interferon de la cirkvitsignalo. Kompare kun antaŭaj studoj, la optika kohereco de Eu³+ molekulaj kristaloj raportitaj en ĉi tiu laboro estas plibonigita je proksimume miloblo, tiel ke la nukleaj spinstatoj povas esti optike manipulitaj laŭ specifa maniero.
Optikaj signaloj ankaŭ taŭgas por longdistanca distribuado de kvantum-informoj por konekti kvantumkomputilojn por fora kvantum-komunikado. Plue oni povus konsideri la integradon de novaj Eu³+ molekulaj kristaloj en la fotonikan strukturon por plibonigi la luman signalon. Ĉi tiu laboro uzas raraterajn molekulojn kiel bazon por kvantum-Interreto, kaj faras gravan paŝon al estontaj kvantum-komunikadaj arkitekturoj.
Afiŝtempo: Jan-02-2024