Технологияи иттилоотии квантӣ як технологияи нави иттилоотӣ мебошад, ки ба механикаи квантӣ асос ёфтааст, ки иттилооти физикии дар дохили он мавҷудбударо рамзгузорӣ, ҳисоб кардан ва интиқол медиҳад.системаи квантӣ. Таҳия ва татбиқи технологияи иттилоотии квантӣ моро ба «асри квантӣ» меорад ва самаранокии баландтари кор, усулҳои бехатари муошират ва тарзи ҳаёти қулай ва сабзро дарк мекунад.
Самаранокии алоқаи байни системаҳои квантӣ аз қобилияти онҳо бо нур вобаста аст. Аммо пайдо кардани маводе, ки аз хосиятҳои квантии оптикӣ пурра истифода барад, хеле душвор аст.
Ба наздикӣ як гурӯҳи тадқиқотӣ дар Институти химияи Париж ва Институти технологии Карлсруэ якҷоя иқтидори кристалли молекулавӣ дар асоси ионҳои европиуми нодири замин (Eu³ +) барои татбиқ дар системаҳои квантии оптикиро нишон доданд. Онҳо дарёфтанд, ки ин кристалл Eu³ + молекулии ултра танги паҳнои хатти мутақобилаи муассир бо рӯшноӣ ва арзиши муҳим дорад.алоқаи квантӣва ҳисоббарории квантӣ.
Тасвири 1: Муоширати квантӣ дар асоси кристаллҳои молекулавии европиуми заминии нодир
Ҳолатҳои квантиро метавон боло кард, бинобар ин, иттилооти квантиро метавон боло бурд. Қубити ягона метавонад ҳамзамон ҳолатҳои гуногуни байни 0 ва 1-ро намояндагӣ кунад, ки ин имкон медиҳад, ки маълумот ба таври параллелӣ дар гурӯҳҳо коркард карда шавад. Дар натиҷа, қудрати ҳисоббарории компютерҳои квантӣ нисбат ба компютерҳои анъанавии рақамӣ ба таври экспоненсиалӣ меафзояд. Бо вуҷуди ин, барои иҷрои амалиёти ҳисоббарорӣ, суперпозицияи кубитҳо бояд қодир бошанд, ки дар тӯли муддате устувор боқӣ монанд. Дар механикаи квантӣ ин давраи устуворӣ умри когерентӣ номида мешавад. Спинҳои ядроии молекулаҳои мураккаб метавонанд ба ҳолати суперпозитсия бо мӯҳлати дарози хушк ноил шаванд, зеро таъсири муҳити атроф ба чархҳои ядроӣ ба таври муассир муҳофизат карда мешавад.
Ионҳои нодири замин ва кристаллҳои молекулавӣ ду система мебошанд, ки дар технологияи квантӣ истифода шудаанд. Ионҳои замини нодир дорои хосиятҳои аълои оптикӣ ва спинӣ мебошанд, аммо ба онҳо дохил шудан душвор астдастгоҳҳои оптикӣ. Интегратсияи кристаллҳои молекулавӣ осонтар аст, аммо барқарор кардани робитаи боэътимод байни спин ва рӯшноӣ душвор аст, зеро бандҳои эмиссия хеле васеъ мебошанд.
Кристаллҳои молекулавии замини нодир, ки дар ин кор таҳия шудаанд, бартариҳои ҳардуро ба таври возеҳ муттаҳид мекунанд, ки дар зери ҳаяҷони лазерӣ Eu³ + метавонад фотонҳоро барорад, ки дар бораи чархи ядроӣ маълумот доранд. Тавассути таҷрибаҳои мушаххаси лазерӣ, интерфейси самарабахши чархзании оптикӣ/ядроӣ тавлид кардан мумкин аст. Дар ин замина, муҳаққиқон минбаъд нишон додани сатҳи спинҳои ядроӣ, нигоҳдории ҳамоҳангии фотонҳо ва иҷрои аввалин амалиёти квантиро амалӣ карданд.
Барои ҳисобкунии самараноки квантӣ, одатан қубитҳои сершумори печида лозиманд. Муҳаққиқон нишон доданд, ки Eu³ + дар кристаллҳои молекулавии дар боло зикршуда метавонад ба печи квантӣ тавассути пайвасти майдони барқии бесарусомонӣ ноил шавад ва ба ин васила коркарди иттилооти квантиро фароҳам меорад. Азбаски кристаллҳои молекулавӣ дорои ионҳои зиёди замини нодир мебошанд, ба зичии нисбатан баланди кубит ноил шудан мумкин аст.
Талаботи дигари ҳисоббарории квантӣ ин суроғаи қубитҳои инфиродӣ мебошад. Технологияи адресатсияи оптикӣ дар ин кор метавонад суръати хонишро беҳтар кунад ва дахолати сигнали схемаро пешгирӣ кунад. Дар муқоиса бо таҳқиқоти қаблӣ, ҳамоҳангии оптикии кристалҳои молекулавии Eu³ +, ки дар ин кор гузориш дода шудааст, тақрибан ҳазор маротиба беҳтар шудааст, то ки ҳолати чархи ядроиро бо роҳи мушаххас оптикӣ идора кардан мумкин аст.
Сигналҳои оптикӣ инчунин барои паҳнкунии иттилооти квантӣ ба масофаи дур барои пайваст кардани компютерҳои квантӣ барои иртиботи дурдасти квантӣ мувофиқанд. Ба ҳамгироии кристаллҳои нави Eu³ + молекулярӣ ба сохтори фотоникӣ барои баланд бардоштани сигнали рӯшноӣ таваҷҷӯҳи бештар додан мумкин аст. Ин кор молекулаҳои нодири заминро ҳамчун асос барои Интернети квантӣ истифода мебарад ва дар самти меъмории иртибототи квантӣ як қадами муҳим мегузорад.
Вақти фиристодан: январ-02-2024