Teknologi informasi kuantum minangka teknologi informasi anyar sing adhedhasar mekanika kuantum, sing ngode, ngitung, lan ngirim informasi fisik sing ana ingsistem kuantumPangembangan lan aplikasi teknologi informasi kuantum bakal nggawa kita menyang "jaman kuantum", lan nggayuh efisiensi kerja sing luwih dhuwur, metode komunikasi sing luwih aman, lan gaya urip sing luwih trep lan ijo.
Efisiensi komunikasi antarane sistem kuantum gumantung marang kemampuane kanggo sesambungan karo cahya. Nanging, angel banget nemokake materi sing bisa nggunakake kanthi maksimal sifat kuantum optik.
Bubar iki, tim riset ing Institut Kimia ing Paris lan Institut Teknologi Karlsruhe bebarengan nduduhake potensi kristal molekuler adhedhasar ion europium bumi langka (Eu³ +) kanggo aplikasi ing sistem kuantum optik. Dheweke nemokake manawa emisi garis ultra-sempit saka kristal molekuler Eu³ + iki ndadekake interaksi sing efisien karo cahya lan nduweni nilai penting ingkomunikasi kuantumlan komputasi kuantum.
Gambar 1: Komunikasi kuantum adhedhasar kristal molekul europium bumi langka
Kahanan kuantum bisa ditumpangake, saengga informasi kuantum bisa ditumpangake. Qubit tunggal bisa makili macem-macem kahanan sing beda-beda antarane 0 lan 1 kanthi bebarengan, saengga data bisa diproses kanthi paralel ing batch. Akibate, daya komputasi komputer kuantum bakal mundhak kanthi eksponensial dibandhingake karo komputer digital tradisional. Nanging, kanggo nindakake operasi komputasi, superposisi qubit kudu bisa terus-terusan sajrone wektu tartamtu. Ing mekanika kuantum, periode stabilitas iki dikenal minangka umur koherensi. Putaran nuklir molekul kompleks bisa nggayuh kahanan superposisi kanthi umur garing sing dawa amarga pengaruh lingkungan ing puteran nuklir dilindhungi kanthi efektif.
Ion tanah jarang lan kristal molekuler minangka rong sistem sing wis digunakake ing teknologi kuantum. Ion tanah jarang nduweni sifat optik lan spin sing apik banget, nanging angel diintegrasikan ingpiranti optikKristal molekul luwih gampang diintegrasi, nanging angel netepake sambungan sing bisa dipercaya antarane spin lan cahya amarga pita emisi kakehan amba.
Kristal molekul bumi langka sing dikembangake ing karya iki kanthi rapi nggabungake kaluwihan saka loro-lorone yaiku, ing sangisore eksitasi laser, Eu³ + bisa ngetokake foton sing nggawa informasi babagan spin nuklir. Liwat eksperimen laser tartamtu, antarmuka spin optik/nuklir sing efisien bisa digawe. Adhedhasar iki, para peneliti luwih ngerti babagan pengalamatan tingkat spin nuklir, panyimpenan foton sing koheren, lan eksekusi operasi kuantum pisanan.
Kanggo komputasi kuantum sing efisien, biasane dibutuhake pirang-pirang qubit sing kejebak. Para peneliti nduduhake yen Eu³+ ing kristal molekul ing ndhuwur bisa entuk kejebak kuantum liwat gandhengan medan listrik sing nyasar, saengga bisa ngolah informasi kuantum. Amarga kristal molekul ngandhut pirang-pirang ion tanah langka, kapadhetan qubit sing relatif dhuwur bisa digayuh.
Syarat liyané kanggo komputasi kuantum yaiku kemampuan alamat qubit individu. Teknik pengalamatan optik ing karya iki bisa ningkatake kecepatan maca lan nyegah gangguan sinyal sirkuit. Dibandhingake karo panliten sadurunge, koherensi optik kristal molekul Eu³ + sing dilapurake ing karya iki ditingkatake udakara sewu kali lipat, saengga kahanan spin nuklir bisa dimanipulasi sacara optik kanthi cara tartamtu.
Sinyal optik uga cocok kanggo distribusi informasi kuantum jarak jauh kanggo nyambungake komputer kuantum kanggo komunikasi kuantum jarak jauh. Pertimbangan luwih lanjut bisa diwenehake kanggo integrasi kristal molekul Eu³+ anyar menyang struktur fotonik kanggo nambah sinyal sing padhang. Karya iki nggunakake molekul tanah langka minangka basis kanggo Internet kuantum, lan njupuk langkah penting kanggo arsitektur komunikasi kuantum ing mangsa ngarep.
Wektu kiriman: 02-Januari-2024