Kwantumynformaasjetechnology is in nije ynformaasjetechnology basearre op kwantummeganika, dy't de fysike ynformaasje befette yn kodearret, berekkent en ferstjoertkwantumsysteem.De ûntwikkeling en tapassing fan kwantumynformaasjetechnology sil ús yn 'e "kwantumtiid" bringe, en realisearje hegere wurkeffisjinsje, feiliger kommunikaasjemetoaden en handiger en griene libbensstyl.
De effisjinsje fan kommunikaasje tusken kwantumsystemen hinget ôf fan har fermogen om te ynteraksje mei ljocht.It is lykwols heul lestich om in materiaal te finen dat folslein foardiel kin nimme fan 'e kwantumeigenskippen fan optysk.
Koartlyn hawwe in ûndersyksteam oan it Ynstitút foar Skiekunde yn Parys en it Karlsruhe Institute of Technology tegearre it potensjeel oantoand fan in molekulêr kristal basearre op seldsume ierde europium-ionen (Eu³ +) foar tapassingen yn optyske kwantumsystemen.Se fûnen dat de ultra-smelle linewidth-emisje fan dit Eu³ + molekulêre kristal effisjinte ynteraksje mei ljocht mooglik makket en wichtige wearde hat ynquantum kommunikaasjeen quantum computing.
Figuer 1: Quantum kommunikaasje basearre op seldsume ierde europium molekulêre kristallen
Quantum steaten kinne wurde superimponearre, dus kwantum ynformaasje kin wurde superimponearre.In inkele qubit kin tagelyk fertsjintwurdigje in ferskaat oan ferskillende steaten tusken 0 en 1, sadat gegevens wurde ferwurke yn parallel yn batches.As resultaat sil de berekkeningskrêft fan kwantumkomputers eksponentiell tanimme yn ferliking mei tradisjonele digitale kompjûters.Om lykwols komputearjende operaasjes út te fieren, moat de superposysje fan qubits in perioade fan tiid stadichoan oanhâlde kinne.Yn de kwantummeganika wurdt dizze perioade fan stabiliteit bekend as de gearhinglibben.De nukleêre spins fan komplekse molekulen kinne superposysje steaten berikke mei lange droege libbenstiden, om't de ynfloed fan miljeu op nukleêre spins effektyf beskerme is.
Seldsume ierde-ionen en molekulêre kristallen binne twa systemen dy't binne brûkt yn kwantumtechnology.Rare ierde-ionen hawwe poerbêste optyske en spin-eigenskippen, mar se binne lestich om yn te yntegrearjenoptyske apparaten.Molekulêre kristallen binne makliker te yntegrearjen, mar it is lestich om in betroubere ferbining te meitsjen tusken spin en ljocht, om't de útstjitbanden te breed binne.
De seldsume ierde molekulêre kristallen ûntwikkele yn dit wurk kombinearje de foardielen fan beide kreas yn dat, ûnder laser-eksitaasje, Eu³ + fotonen kinne útstjoere dy't ynformaasje oer nukleêre spin drage.Troch spesifike laser eksperiminten kin in effisjinte optyske / nukleêre spin ynterface wurde oanmakke.Op dizze basis realisearre de ûndersikers fierder it adressearjen fan nukleêre spinnivo, gearhingjende opslach fan fotonen, en de útfiering fan 'e earste kwantumoperaasje.
Foar effisjinte kwantumberekkening binne meastentiids meardere ferwûne qubits nedich.De ûndersikers hawwe oantoand dat Eu³ + yn 'e boppesteande molekulêre kristallen kwantumferstriiding kinne berikke troch elektrysk fjildkeppeling, wêrtroch't kwantumynformaasjeferwurking mooglik is.Om't de molekulêre kristallen meardere seldsume ierde-ionen befetsje, kinne relatyf hege qubit-tichtens berikt wurde.
In oare eask foar quantum computing is de adresberens fan yndividuele qubits.De optyske adressearringstechnyk yn dit wurk kin de lêssnelheid ferbetterje en de ynterferinsje fan it sirkwy sinjaal foarkomme.Yn ferliking mei eardere stúdzjes is de optyske gearhing fan Eu³ + molekulêre kristallen dy't yn dit wurk rapporteare binne sawat tûzenfâld ferbettere, sadat de nukleêre spin-staten op in spesifike manier optysk manipulearre wurde kinne.
Optyske sinjalen binne ek geskikt foar distribúsje fan kwantumynformaasje op lange ôfstân om kwantumkompjûters te ferbinen foar kwantumkommunikaasje op ôfstân.Fierdere oerweging koe wurde jûn oan de yntegraasje fan nije Eu³ + molekulêre kristallen yn 'e fotonyske struktuer om it ljochtsinjaal te ferbetterjen.Dit wurk brûkt seldsume ierdemolekulen as basis foar kwantumynternet, en nimt in wichtige stap nei takomstige arsjitektuer foar kwantumkommunikaasje.
Post tiid: Jan-02-2024