Apliko de kvantumomikroonda fotonika teknologio
Malforta signala detekto
Unu el la plej esperigaj aplikoj de kvantuma mikroonda fotonika teknologio estas la detekto de ekstreme malfortaj mikroondaj/RF-signaloj. Utiligante ununuran fotondetekto, tiuj sistemoj estas multe pli sentemaj ol tradiciaj metodoj. Ekzemple, la esploristoj pruvis kvantuman mikroondan fotonan sistemon kiu povas detekti signalojn tiel malaltajn kiel -112.8 dBm sen ia elektronika plifortigo. Ĉi tiu ultra-alta sentemo igas ĝin ideala por aplikoj kiel profundspacaj komunikadoj.
Mikroonda fotonikosignal-traktado
Kvantuma mikroondfotoniko ankaŭ efektivigas alt-bendolarĝajn signalpretigfunkciojn kiel ekzemple fazŝanĝo kaj filtrado. Uzante disvastigan optikan elementon kaj ĝustigante la ondolongon de lumo, la esploristoj pruvis la fakton, ke RF-fazŝanĝoj ĝis 8 GHz RF filtrante bendolarĝojn ĝis 8 GHz. Grave, ĉi tiuj funkcioj estas ĉiuj atingitaj per 3 GHz-elektroniko, kio montras, ke la agado superas tradiciajn bendolarĝajn limojn.
Ne-loka frekvenco al tempomapado
Unu interesa kapablo kaŭzita de kvantuma implikiĝo estas la mapado de ne-loka frekvenco al tempo. Tiu tekniko povas mapi la spektron de kontinu-onda pumpita unu-fotona fonto al tempodomajno ĉe malproksima loko. La sistemo uzas implikitajn fotonparojn en kiuj unu fasko pasas tra spektra filtrilo kaj la alia pasas tra dispersiva elemento. Pro la frekvencdependeco de implikitaj fotonoj, la spektra filtra reĝimo estas mapita ne-loke al la tempodomajno.
Figuro 1 ilustras ĉi tiun koncepton:
Tiu metodo povas atingi flekseblan spektran mezuradon sen rekte manipulado de la mezurita lumfonto.
Kunpremita sentado
Kvantumomikroonda optikateknologio ankaŭ disponigas novan metodon por kunpremita sentado de larĝbendaj signaloj. Uzante la hazardon enecan en kvantuma detekto, esploristoj pruvis kvantuman kunpremitan sentsistemon kapablan resaniĝi.10 GHz RFspektroj. La sistemo modulas la RF-signalon al la polusiĝstato de la kohera fotono. Unu-fotona detekto tiam disponigas naturan hazardan mezuran matricon por kunpremita sentado. Laŭ tiu maniero, la larĝbenda signalo povas esti reestigita ĉe la Yarnyquist-specimeniga indico.
Distribuo de kvantuma ŝlosilo
Krom plibonigado de tradiciaj mikroondaj fotonaj aplikoj, kvantuma teknologio ankaŭ povas plibonigi kvantumajn komunikadsistemojn kiel ekzemple kvantuma ŝlosildistribuo (QKD). La esploristoj pruvis subportadantan multipleksan kvantuman ŝlosildistribuon (SCM-QKD) per multipleksado de mikroondaj fotonoj subportanto sur kvantuma ŝlosildistribuo (QKD) sistemo. Tio permesas al multoblaj sendependaj kvantumŝlosiloj esti elsenditaj super ununura ondolongo de lumo, tiel pliigante spektran efikecon.
Figuro 2 montras la koncepton kaj eksperimentajn rezultojn de la duobla portanta SCM-QKD-sistemo:
Kvankam kvantuma mikroonda fotonika teknologio estas promesplena, ankoraŭ ekzistas kelkaj defioj:
1. Limigita realtempa kapablo: La nuna sistemo postulas multan amasiĝon por rekonstrui la signalon.
2. Malfacilo trakti eksplodon/ununurajn signalojn: La statistika naturo de la rekonstruo limigas ĝian aplikeblecon al ne-ripetantaj signaloj.
3. Konverti al vera mikroonda ondoformo: Pliaj paŝoj estas postulataj por konverti la rekonstruitan histogramon en uzeblan ondformon.
4. Aparatokarakterizaĵoj: Plia studo de la konduto de kvantumaj kaj mikroondaj fotonaj aparatoj en kombinitaj sistemoj estas bezonata.
5. Integriĝo: Plej multaj sistemoj hodiaŭ uzas volumenajn diskretajn komponantojn.
Por trakti ĉi tiujn defiojn kaj progresigi la kampon, kelkaj esperigaj esplordirektoj aperas:
1. Disvolvu novajn metodojn por realtempa signal-prilaborado kaj ununura detekto.
2. Esploru novajn aplikojn, kiuj uzas altan sentemon, kiel likva mikrosfera mezurado.
3. Sekvu la realigon de integraj fotonoj kaj elektronoj por redukti grandecon kaj kompleksecon.
4. Studu la plifortigitan lum-materia interagon en integraj kvantumaj mikroondaj fotonaj cirkvitoj.
5. Kombinu kvantuman mikroondan fotonteknologion kun aliaj emerĝantaj kvantumaj teknologioj.
Afiŝtempo: Sep-02-2024