Teknologi informasi kuantum minangka teknologi informasi anyar adhedhasar mekanika kuantum, sing ngode, ngitung lan ngirim informasi fisik sing ana ingsistem kuantum. Pangembangan lan aplikasi teknologi informasi kuantum bakal nggawa kita menyang "umur kuantum", lan nyadari efisiensi kerja sing luwih dhuwur, cara komunikasi sing luwih aman lan gaya urip sing luwih trep lan ijo.
Efisiensi komunikasi antarane sistem kuantum gumantung marang kemampuan kanggo sesambungan karo cahya. Nanging, angel banget kanggo nemokake materi sing bisa njupuk kauntungan saka sifat kuantum optik.
Bubar, tim riset ing Institut Kimia ing Paris lan Institut Teknologi Karlsruhe bebarengan nuduhake potensial kristal molekul adhedhasar ion europium bumi langka (Eu³ +) kanggo aplikasi ing sistem kuantum optik. Dheweke nemokake manawa emisi linewidth ultra-sempit saka kristal molekul Eu³ + iki ngidini interaksi efisien karo cahya lan nduweni nilai penting ingkomunikasi kuantumlan komputasi kuantum.
Gambar 1: Komunikasi kuantum adhedhasar kristal molekul europium bumi langka
Negara kuantum bisa ditumpangi, saengga informasi kuantum bisa ditumpangi. Qubit siji bisa bebarengan makili macem-macem negara beda antarane 0 lan 1, ngidini data diproses ing podo karo ing kumpulan. Akibaté, daya komputasi komputer kuantum bakal mundhak eksponensial dibandhingake komputer digital tradisional. Nanging, kanggo nindakake operasi komputasi, superposisi qubit kudu bisa tetep ajeg kanggo sawetara wektu. Ing mekanika kuantum, periode stabilitas iki dikenal minangka umur koherensi. Spin nuklir saka molekul kompleks bisa nggayuh negara superposisi kanthi umur garing sing dawa amarga pengaruh lingkungan ing spin nuklir kanthi efektif dilindhungi.
Ion bumi langka lan kristal molekul minangka rong sistem sing wis digunakake ing teknologi kuantum. Ion bumi langka nduweni sifat optik lan spin sing apik banget, nanging angel digabungakepiranti optik. Kristal molekul luwih gampang digabung, nanging angel kanggo nggawe sambungan sing bisa dipercaya antarane spin lan cahya amarga pita emisi amba banget.
Kristal molekuler bumi langka sing dikembangake ing karya iki kanthi rapi nggabungake kaluwihan saka loro kasebut yaiku, ing eksitasi laser, Eu³ + bisa ngetokake foton sing nggawa informasi babagan spin nuklir. Liwat eksperimen laser tartamtu, antarmuka spin optik / nuklir sing efisien bisa diasilake. Ing basis iki, peneliti luwih nyadari tingkat spin nuklir, panyimpenan koheren foton, lan eksekusi operasi kuantum pisanan.
Kanggo komputasi kuantum sing efisien, sawetara qubit entangled biasane dibutuhake. Peneliti nuduhake yen Eu³ + ing kristal molekul ing ndhuwur bisa entuk entanglement kuantum liwat kopling medan listrik sing nyasar, saéngga bisa ngolah informasi kuantum. Amarga kristal molekul ngemot pirang-pirang ion bumi langka, kapadhetan qubit sing relatif dhuwur bisa digayuh.
Keperluan liyane kanggo komputasi kuantum yaiku kemampuan alamat qubit individu. Teknik ngarahake optik ing karya iki bisa nambah kacepetan maca lan nyegah gangguan sinyal sirkuit. Dibandhingake karo studi sadurunge, koherensi optik kristal molekul Eu³ + sing dilapurake ing karya iki saya apik kira-kira 1000 kali lipat, saéngga negara spin nuklir bisa dimanipulasi kanthi optik kanthi cara tartamtu.
Sinyal optik uga cocok kanggo distribusi informasi kuantum jarak adoh kanggo nyambungake komputer kuantum kanggo komunikasi kuantum remot. Wawasan luwih bisa diwenehake kanggo integrasi kristal molekul Eu³ + anyar menyang struktur fotonik kanggo nambah sinyal cahya. Karya iki nggunakake molekul bumi langka minangka basis kanggo Internet kuantum, lan njupuk langkah penting menyang arsitektur komunikasi kuantum mangsa ngarep.
Wektu kirim: Jan-02-2024