Cymhwyso cwantwmtechnoleg ffotonig microdon
Canfod signal gwan
Un o gymwysiadau mwyaf addawol technoleg ffotonig microdon cwantwm yw canfod signalau microdon/RF gwan iawn. Drwy ddefnyddio canfod ffoton sengl, mae'r systemau hyn yn llawer mwy sensitif na dulliau traddodiadol. Er enghraifft, mae'r ymchwilwyr wedi dangos system ffotonig microdon cwantwm a all ganfod signalau mor isel â -112.8 dBm heb unrhyw ymhelaethiad electronig. Mae'r sensitifrwydd uwch-uchel hwn yn ei gwneud yn ddelfrydol ar gyfer cymwysiadau fel cyfathrebu gofod dwfn.
Ffotonig microdonprosesu signalau
Mae ffotonig microdon cwantwm hefyd yn gweithredu swyddogaethau prosesu signal lled band uchel fel symud cyfnod a hidlo. Drwy ddefnyddio elfen optegol gwasgarol ac addasu tonfedd golau, dangosodd yr ymchwilwyr y ffaith bod symudiadau cyfnod RF hyd at 8 GHz a lled band hidlo RF hyd at 8 GHz. Yn bwysig, cyflawnir yr holl nodweddion hyn gan ddefnyddio electroneg 3 GHz, sy'n dangos bod y perfformiad yn rhagori ar derfynau lled band traddodiadol.
Mapio amledd i amser nad yw'n lleol
Un gallu diddorol a ddaw yn sgil cydblethu cwantwm yw mapio amledd anleol i amser. Gall y dechneg hon fapio sbectrwm ffynhonnell ffoton sengl wedi'i bwmpio gan don barhaus i barth amser mewn lleoliad anghysbell. Mae'r system yn defnyddio parau ffoton cydbleth lle mae un trawst yn mynd trwy hidlydd sbectrol a'r llall yn mynd trwy elfen wasgarol. Oherwydd dibyniaeth amledd ffotonau cydbleth, mae'r modd hidlo sbectrol wedi'i fapio'n anleol i'r parth amser.
Mae Ffigur 1 yn dangos y cysyniad hwn:
Gall y dull hwn gyflawni mesuriad sbectrol hyblyg heb drin y ffynhonnell golau a fesurir yn uniongyrchol.
Synhwyro cywasgedig
Cwantwmmicrodon optegolMae technoleg hefyd yn darparu dull newydd ar gyfer synhwyro signalau band eang wedi'u cywasgu. Gan ddefnyddio'r hap-ddyfalwch sy'n gynhenid mewn canfod cwantwm, mae ymchwilwyr wedi dangos system synhwyro cwantwm wedi'i chywasgu sy'n gallu adferRF 10 GHzsbectra. Mae'r system yn modiwleiddio'r signal RF i gyflwr polareiddio'r ffoton cydlynol. Yna mae canfod un ffoton yn darparu matrics mesur ar hap naturiol ar gyfer synhwyro cywasgedig. Yn y modd hwn, gellir adfer y signal band eang ar gyfradd samplu Yarnyquist.
Dosbarthiad allweddi cwantwm
Yn ogystal â gwella cymwysiadau ffotonig microdon traddodiadol, gall technoleg cwantwm hefyd wella systemau cyfathrebu cwantwm fel dosbarthiad allweddi cwantwm (QKD). Dangosodd yr ymchwilwyr ddosbarthiad allweddi cwantwm amlblecs is-gludydd (SCM-QKD) trwy amlblecsio is-gludydd ffotonau microdon ar system dosbarthu allweddi cwantwm (QKD). Mae hyn yn caniatáu i allweddi cwantwm annibynnol lluosog gael eu trosglwyddo dros un donfedd o olau, a thrwy hynny gynyddu effeithlonrwydd sbectrol.
Mae Ffigur 2 yn dangos y cysyniad a chanlyniadau arbrofol y system SCM-QKD deuol-gludwr:
Er bod technoleg ffotonig microdon cwantwm yn addawol, mae yna rai heriau o hyd:
1. Gallu amser real cyfyngedig: Mae'r system bresennol angen llawer o amser cronni i ail-greu'r signal.
2. Anhawster delio â signalau byrstio/sengl: Mae natur ystadegol yr ail-greu yn cyfyngu ar ei gymhwysedd i signalau nad ydynt yn ailadroddus.
3. Trosi i donffurf microdon go iawn: Mae angen camau ychwanegol i drosi'r histogram wedi'i ail-greu yn donffurf y gellir ei defnyddio.
4. Nodweddion dyfeisiau: Mae angen astudiaeth bellach o ymddygiad dyfeisiau ffotonig cwantwm a microdon mewn systemau cyfun.
5. Integreiddio: Mae'r rhan fwyaf o systemau heddiw yn defnyddio cydrannau arwahanol swmpus.
Er mwyn mynd i'r afael â'r heriau hyn a datblygu'r maes, mae nifer o gyfeiriadau ymchwil addawol yn dod i'r amlwg:
1. Datblygu dulliau newydd ar gyfer prosesu signalau amser real a chanfod sengl.
2. Archwiliwch gymwysiadau newydd sy'n defnyddio sensitifrwydd uchel, fel mesur microsfferau hylif.
3. Mynd ar drywydd gwireddu ffotonau ac electronau integredig i leihau maint a chymhlethdod.
4. Astudiwch y rhyngweithio gwell rhwng golau a mater mewn cylchedau ffotonig microdon cwantwm integredig.
5. Cyfuno technoleg ffoton microdon cwantwm â thechnolegau cwantwm eraill sy'n dod i'r amlwg.
Amser postio: Medi-02-2024