Քվանտային հաղորդակցություն. Մոլեկուլներ, հազվագյուտ հողեր եւ օպտիկական

Քվանտային տեղեկատվական տեխնոլոգիան նոր տեղեկատվական տեխնոլոգիան է, որը հիմնված է քվանտային մեխանիկայի վրա, որը կոդավորում է, հաշվարկում եւ փոխանցում է պարունակվող ֆիզիկական տեղեկատվությունըՔվանտային համակարգՄի շարք Քվանտային տեղեկատվական տեխնոլոգիաների մշակումը եւ կիրառումը մեզ կբերի «Քվանտային տարիք» եւ գիտակցում են ավելի բարձր աշխատանքի արդյունավետություն, հաղորդակցման ավելի անվտանգ մեթոդներ եւ ավելի հարմար եւ կանաչ ապրելակերպ:

Քվանտային համակարգերի միջեւ կապի արդյունավետությունը կախված է լույսի հետ շփվելու ունակությունից: Այնուամենայնիվ, շատ դժվար է գտնել մի նյութ, որը կարող է առավելագույն օգտվել օպտիկական քանակությամբ:

Վերջերս Փարիզի քիմիայի ինստիտուտում եւ Կարլսրուի տեխնոլոգիայի ինստիտուտի հետազոտական ​​խումբը միասին ցուցադրեց մոլեկուլային բյուրեղի ներուժը `հիմնվելով հազվագյուտ Երկրի Եվրոպայի իոնների (EU³ +) օպտիկական համակարգերում դիմումների համար: Նրանք պարզեցին, որ այս EU³ + մոլեկուլային բյուրեղի ծայրահեղ նեղ գծի արտանետումը հնարավորություն է տալիս արդյունավետ փոխազդել լույսի հետ եւ ունի կարեւոր արժեքՔվանտային հաղորդակցությունեւ քվանտային հաշվարկ:

Գծապատկեր 1. Քվանտային հաղորդակցություն, որը հիմնված է հազվագյուտ Երկրի վրա Եվրոպական մոլեկուլային բյուրեղների վրա

Քվանտային պետությունները կարող են գերակայուն լինել, այնպես որ քվանտային տեղեկատվությունը կարող է գերակայուն լինել: Միաժամանակ միաժամանակ միաժամանակ կարող է ներկայացնել տարբեր տարբեր պետություններ, 0-ից 1-ի միջեւ, թույլ տալով, որ տվյալները զուգահեռ լինեն խմբաքանակների զուգահեռ: Արդյունքում, Quantum Computer- ի հաշվարկային ուժը կավելանա էքսպոզիցիոն, համեմատած թվային ավանդական համակարգիչների հետ: Այնուամենայնիվ, հաշվարկային գործողություններ կատարելու համար QUBIT- ի գերտերությունը պետք է կարողանա կայուն մնալ մի ժամանակահատվածով: Քվանտային մեխանիզմներում կայունության այս ժամանակահատվածը հայտնի է որպես համախմբման կյանքի տեւողություն: Բարդ մոլեկուլների միջուկային պտույտները կարող են երկար չոր կյանքով հասնել գերտերությունների վիճակներին, քանի որ միջուկային տարածքներ միջուկային տարածքի ազդեցությունը արդյունավետորեն պաշտպանված է:

Հազվագյուտ հողային իոններն ու մոլեկուլային բյուրեղները երկու համակարգ են, որոնք օգտագործվել են քվանտային տեխնոլոգիայի մեջ: Հազվադեպ երկրային իոնները ունեն հիանալի օպտիկական եւ պտտվող հատկություններ, բայց դրանք դժվար է ինտեգրվելՕպտիկական սարքերՄի շարք Մոլեկուլային բյուրեղները ավելի հեշտ են ինտեգրվել, բայց դժվար է հուսալի կապ հաստատել պտտոցի եւ լույսի միջեւ, քանի որ արտանետումների կապանքները չափազանց լայն են:

Այս գործի մեջ մշակված հազվագյուտ երկրային մոլեկուլային բյուրեղները կոկիկորեն համատեղում են երկուսի այն առավելությունները երկուսի, լազերային հուզմունքի ներքո, ԵՄ³ + կարող է արտանետել միջուկային սպիների մասին տեղեկատվություն փոխանցող ֆոտոններ: Հատուկ լազերային փորձերի միջոցով կարող է առաջանալ օպտիկական / միջուկային սպիների արդյունավետ ինտերֆեյս: Այս հիման վրա հետազոտողները հետագայում իրականացրել են միջուկային սպիների մակարդակի հասցեագրումը, ֆոտոնների համակցված պահպանումը եւ առաջին քվանտային շահագործման կատարումը:

Արդյունավետ քվանտային հաշվարկների համար սովորաբար պահանջվում են բազմաթիվ խճճված կադրեր: Հետազոտողները ցույց տվեցին, որ վերը նշված մոլեկուլային բյուրեղներում ԵՄ-ն կարող է հասնել քվանտային խառնաշփոթության, թափառող էլեկտրական դաշտի միացման միջոցով, դրանով իսկ հնարավորություն տալով քվանտային տեղեկատվության մշակում: Քանի որ մոլեկուլային բյուրեղները պարունակում են բազմաթիվ հազվագյուտ հողային իոններ, հնարավոր է հասնել համեմատաբար բարձր քվիտալի խտություններ:

Քվանտային հաշվարկների մեկ այլ պահանջ է անհատական ​​կադրերի հասցեն: Այս աշխատանքի օպտիկական հասցեագրման տեխնիկան կարող է բարելավել ընթերցանության արագությունը եւ կանխել սխեմայի միջամտությունը: Նախորդ ուսումնասիրությունների համեմատ այս աշխատանքում հաղորդված ԵՄ³ + մոլեկուլային բյուրեղների օպտիկական համախմբումը բարելավվում է մոտ հազար անգամ, որպեսզի միջուկային սպիների նահանգները կարողանան օպտիկականորեն շահագործվել որոշակի ձեւով:

Օպտիկական ազդանշանները հարմար են նաեւ հեռավոր քվանտային տեղեկատվական բաշխման համար `Quantum համակարգիչները հեռակառավարման համար միացնելու համար: Հետագա քննարկումը կարող է տրվել նոր ԵՄ + մոլեկուլային բյուրեղների ինտեգրմանը ֆոտոնիկ կառուցվածքի մեջ `լուսավոր ազդանշանը բարձրացնելու համար: Այս աշխատանքը օգտագործում է հազվագյուտ երկրային մոլեկուլներ, որպես քվանտ ինտերնետի հիմք եւ կարեւոր քայլ է առաջացնում ապագա քվանտային հաղորդակցման ճարտարապետությունների նկատմամբ: