Cymhwyso cwantwmtechnoleg ffotoneg microdon
Canfod signal gwan
Un o gymwysiadau mwyaf addawol technoleg ffotoneg microdon cwantwm yw canfod signalau microdon / RF hynod wan. Trwy ddefnyddio system synhwyro ffoton sengl, mae'r systemau hyn yn llawer mwy sensitif na dulliau traddodiadol. Er enghraifft, mae'r ymchwilwyr wedi dangos system ffotonig cwantwm microdon sy'n gallu canfod signalau mor isel â -112.8 dBm heb unrhyw ymhelaethu electronig. Mae'r sensitifrwydd tra-uchel hwn yn ei gwneud yn ddelfrydol ar gyfer cymwysiadau fel cyfathrebu gofod dwfn.
Ffotoneg microdonprosesu signal
Mae ffotoneg microdon Quantum hefyd yn gweithredu swyddogaethau prosesu signal lled band uchel fel symud cam a hidlo. Trwy ddefnyddio elfen optegol gwasgarol ac addasu tonfedd golau, dangosodd yr ymchwilwyr y ffaith bod y cyfnod RF yn symud hyd at 8 GHz lled band hidlo RF hyd at 8 GHz. Yn bwysig, cyflawnir y nodweddion hyn i gyd gan ddefnyddio electroneg 3 GHz, sy'n dangos bod y perfformiad yn rhagori ar derfynau lled band traddodiadol
Mapio amlder i amser nad yw'n lleol
Un gallu diddorol sy'n deillio o gysylltiad cwantwm yw mapio amlder nad yw'n lleol i amser. Gall y dechneg hon fapio sbectrwm ffynhonnell ffoton sengl bwmpio tonnau di-dor i barth amser mewn lleoliad anghysbell. Mae'r system yn defnyddio parau ffoton wedi'u maglu lle mae un trawst yn mynd trwy hidlydd sbectrol a'r llall yn mynd trwy elfen wasgaru. Oherwydd dibyniaeth amlder ffotonau wedi'u maglu, mae'r modd hidlo sbectrol yn cael ei fapio'n anlleol 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 mesuredig yn uniongyrchol.
Synhwyro cywasgedig
Cwantwmoptegol microdonmae technoleg hefyd yn darparu dull newydd ar gyfer synhwyro cywasgedig o signalau band eang. Gan ddefnyddio'r hap sy'n gynhenid mewn canfod cwantwm, mae ymchwilwyr wedi dangos system synhwyro cwantwm cywasgedig sy'n gallu gwella10 GHz RFsbectra. Mae'r system yn modiwleiddio'r signal RF i gyflwr polareiddio'r ffoton cydlynol. Yna mae canfod ffoton sengl 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 allwedd cwantwm
Yn ogystal â gwella cymwysiadau ffotonig microdon traddodiadol, gall technoleg cwantwm hefyd wella systemau cyfathrebu cwantwm megis dosbarthiad allwedd cwantwm (QKD). Dangosodd yr ymchwilwyr ddosbarthiad allwedd cwantwm amlblecs is-gludwr (SCM-QKD) trwy amlblecsio isgludwr ffotonau microdon ar system dosbarthu allwedd 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 cysyniad a chanlyniadau arbrofol y system SCM-QKD cludwr deuol:
Er bod technoleg ffotoneg microdon cwantwm yn addawol, mae rhai heriau o hyd:
1. Gallu amser real cyfyngedig: Mae'r system bresennol yn gofyn am lawer 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 berthnasedd i signalau nad ydynt yn ailadrodd.
3. Trosi i donffurf microdon go iawn: Mae angen camau ychwanegol i drosi'r histogram wedi'i ail-greu yn donffurf y gellir ei ddefnyddio.
4. Nodweddion dyfais: 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 gyfarwyddiadau ymchwil addawol yn dod i’r amlwg:
1. Datblygu dulliau newydd ar gyfer prosesu signal amser real a chanfod sengl.
2. Archwiliwch gymwysiadau newydd sy'n defnyddio sensitifrwydd uchel, megis mesuriad microsffer hylif.
3. Mynd ar drywydd gwireddu ffotonau integredig ac electronau i leihau maint a chymhlethdod.
4. Astudiwch y rhyngweithio mater golau gwell mewn cylchedau ffotonig cwantwm integredig microdon.
5. Cyfuno technoleg ffoton microdon cwantwm â thechnolegau cwantwm eraill sy'n dod i'r amlwg.
Amser postio: Medi-02-2024