Aplikasi kuantumteknologi fotonik gelombang mikro
Deteksi sinyal sing lemah
Salah sawijining aplikasi teknologi fotonik gelombang mikro kuantum sing paling njanjeni yaiku deteksi sinyal gelombang mikro / RF sing banget lemah. Kanthi nggunakake deteksi foton tunggal, sistem kasebut luwih sensitif tinimbang cara tradisional. Contone, peneliti wis nduduhake sistem fotonik gelombang mikro kuantum sing bisa ndeteksi sinyal nganti -112.8 dBm tanpa amplifikasi elektronik. Sensitivitas ultra-dhuwur iki cocog kanggo aplikasi kayata komunikasi ruang jero.
Photonics gelombang mikropangolahan sinyal
Photonics gelombang mikro kuantum uga ngetrapake fungsi pangolahan sinyal bandwidth dhuwur kayata pamindhahan fase lan nyaring. Kanthi nggunakake unsur optik dispersive lan nyetel dawa gelombang cahya, peneliti nduduhake kasunyatan manawa fase RF ganti nganti 8 GHz RF nyaring bandwidth nganti 8 GHz. Sing penting, fitur-fitur kasebut kabeh digayuh nggunakake elektronik 3 GHz, sing nuduhake kinerja ngluwihi watesan bandwidth tradisional.
Frekuensi non-lokal kanggo pemetaan wektu
Salah sawijining kemampuan menarik sing digawa dening entanglement kuantum yaiku pemetaan frekuensi non-lokal menyang wektu. Teknik iki bisa nggambar spektrum sumber foton tunggal sing dipompa gelombang terus menyang domain wektu ing lokasi sing adoh. Sistem iki nggunakake pasangan foton entangled kang siji balok liwat filter spektral lan liyane liwat unsur dispersive. Amarga katergantungan frekuensi foton entangled, mode nyaring spektral dipetakan non-lokal menyang domain wektu.
Gambar 1 nggambarake konsep iki:
Cara iki bisa nggayuh pangukuran spektral fleksibel tanpa langsung manipulasi sumber cahya sing diukur.
Sensasi sing dikompres
Kuantumgelombang mikro optikteknologi uga menehi cara anyar kanggo compressed sensing sinyal broadband. Nggunakake randomness gawan ing deteksi kuantum, peneliti wis nduduhake sistem sensing dikompres kuantum bisa mbalekake.10 GHz RFspektra. Sistem modulasi sinyal RF menyang negara polarisasi foton koheren. Deteksi foton siji banjur menehi matriks pangukuran acak alami kanggo sensing sing dikompres. Kanthi cara iki, sinyal broadband bisa dipulihake kanthi tingkat sampling Yarnyquist.
Distribusi kunci kuantum
Saliyane ningkatake aplikasi fotonik gelombang mikro tradisional, teknologi kuantum uga bisa ningkatake sistem komunikasi kuantum kayata distribusi kunci kuantum (QKD). Peneliti nduduhake distribusi kunci kuantum multiplex subcarrier (SCM-QKD) kanthi multiplexing subcarrier foton gelombang mikro menyang sistem distribusi kunci kuantum (QKD). Iki ngidini sawetara tombol kuantum independen bisa ditularake liwat siji dawa gelombang cahya, saéngga nambah efisiensi spektral.
Gambar 2 nuduhake konsep lan asil eksperimen sistem dual-carrier SCM-QKD:
Sanajan teknologi fotonik gelombang mikro kuantum janjeni, isih ana sawetara tantangan:
1. Kapabilitas wektu nyata winates: Sistem saiki mbutuhake wektu akumulasi akeh kanggo mbangun maneh sinyal kasebut.
2. Kesulitan ngatasi sinyal bledosan / siji: Sifat statistik saka rekonstruksi mbatesi ditrapake kanggo sinyal sing ora diulang.
3. Ngonversi menyang gelombang gelombang mikro nyata: Langkah tambahan dibutuhake kanggo ngowahi histogram sing direkonstruksi dadi bentuk gelombang sing bisa digunakake.
4. Karakteristik piranti: Sinau luwih lanjut babagan prilaku piranti fotonik kuantum lan gelombang mikro ing sistem gabungan dibutuhake.
5. Integrasi: Umume sistem saiki nggunakake komponen diskrit sing gedhe banget.
Kanggo ngatasi tantangan kasebut lan maju ing lapangan, sawetara arah riset sing janjeni muncul:
1. Ngembangake cara anyar kanggo pangolahan sinyal wektu nyata lan deteksi siji.
2. Jelajahi aplikasi anyar sing nggunakake sensitivitas dhuwur, kayata pangukuran mikrosfer cair.
3. Ngupaya realisasi foton lan elektron terpadu kanggo nyuda ukuran lan kerumitan.
4. Sinau interaksi materi cahya sing ditingkatake ing sirkuit fotonik gelombang mikro kuantum terpadu.
5. Gabungke teknologi foton gelombang mikro kuantum karo teknologi kuantum liyane.
Wektu kirim: Sep-02-2024