Технологияи иттилоотии квантӣ як технологияи нави иттилоотӣ аст, ки бар асоси механикаи квантӣ сохта шудааст ва маълумоти физикии дар он мавҷудбударо рамзгузорӣ, ҳисоб ва интиқол медиҳад.системаи квантӣРушд ва татбиқи технологияи иттилоотии квантӣ моро ба «асри квантӣ» мебарад ва самаранокии баланди кор, усулҳои бехатартари муошират ва тарзи ҳаёти қулайтар ва сабзтарро ба даст меорад.
Самаранокии муошират байни системаҳои квантӣ аз қобилияти онҳо барои ҳамкорӣ бо рӯшноӣ вобаста аст. Аммо, ёфтани маводе, ки метавонад аз хосиятҳои квантии оптикӣ пурра истифода барад, хеле душвор аст.
Ба наздикӣ, як гурӯҳи тадқиқотӣ дар Институти химияи Париж ва Институти технологии Карлсруэ якҷоя потенсиали кристалли молекулавиро дар асоси ионҳои нодири европий (Eu³+) барои истифода дар системаҳои квантии оптикӣ нишон доданд. Онҳо муайян карданд, ки партоби ултра-танги хаттии ин кристалли молекулавии Eu³+ имкон медиҳад, ки бо рӯшноӣ самаранок ҳамкорӣ кунад ва дар...муоширати квантӣва ҳисоббарории квантӣ.
Расми 1: Муоширати квантӣ дар асоси кристаллҳои молекулавии европиуми нодир
Ҳолатҳои квантӣ метавонанд бо ҳам омехта шаванд, аз ин рӯ, маълумоти квантӣ низ метавонад бо ҳам омехта шавад. Як кубити ягона метавонад ҳамзамон ҳолатҳои гуногуни байни 0 ва 1-ро нишон диҳад, ки имкон медиҳад, ки маълумот ба таври мувозӣ дар гурӯҳҳо коркард шавад. Дар натиҷа, қудрати ҳисоббарории компютерҳои квантӣ дар муқоиса бо компютерҳои рақамии анъанавӣ ба таври экспоненсиалӣ афзоиш хоҳад ёфт. Аммо, барои иҷрои амалиётҳои ҳисоббарорӣ, суперпозитсияи кубитҳо бояд қодир бошад, ки барои муддати муайян устувор боқӣ монад. Дар механикаи квантӣ, ин давраи устуворӣ ҳамчун мӯҳлати когерентӣ маълум аст. Спинҳои ҳастаии молекулаҳои мураккаб метавонанд ба ҳолатҳои суперпозитсия бо мӯҳлати тӯлонии хушк ноил шаванд, зеро таъсири муҳит ба спинҳои ҳастаӣ самаранок муҳофизат карда мешавад.
Ионҳои нодирзамин ва кристаллҳои молекулавӣ ду системае мебошанд, ки дар технологияи квантӣ истифода шудаанд. Ионҳои нодирзамин хосиятҳои аълои оптикӣ ва спинӣ доранд, аммо онҳоро дар онҳо муттаҳид кардан душвор аст.дастгоҳҳои оптикӣКристаллҳои молекулавӣ ба осонӣ муттаҳид карда мешаванд, аммо барқарор кардани робитаи боэътимод байни спин ва рӯшноӣ душвор аст, зеро бандҳои партоб хеле васеъ мебошанд.
Кристаллҳои молекулавии нодири замин, ки дар ин кор таҳия шудаанд, бартариҳои ҳардуро бо ҳам муттаҳид мекунанд, зеро таҳти ангезиши лазерӣ, Eu³+ метавонад фотонҳоеро, ки маълумотро дар бораи спини ҳастаӣ доранд, хориҷ кунад. Тавассути таҷрибаҳои мушаххаси лазерӣ, интерфейси самараноки оптикӣ/спини ҳастаӣ тавлид карда мешавад. Дар ин асос, муҳаққиқон минбаъд суроғагузории сатҳи спини ҳастаӣ, нигоҳдории когерентии фотонҳо ва иҷрои аввалин амалиёти квантиро амалӣ карданд.
Барои ҳисоббарории самараноки квантӣ, одатан кубитҳои печидашудаи сершумор лозиманд. Муҳаққиқон нишон доданд, ки Eu³+ дар кристаллҳои молекулавии дар боло зикршуда метавонад тавассути пайвастшавии майдони электрикии гумроҳ ба печидашавии квантӣ ноил гардад ва бо ин васила коркарди иттилооти квантиро имконпазир созад. Азбаски кристаллҳои молекулавӣ дорои якчанд ионҳои нодири заминӣ мебошанд, зичии нисбатан баланди кубитҳоро ба даст овардан мумкин аст.
Талаботи дигар барои ҳисоббарории квантӣ қобилияти суроғабандии кубитҳои алоҳида мебошад. Усули суроғабандии оптикӣ дар ин кор метавонад суръати хонишро беҳтар кунад ва аз халалдоршавии сигнали схема пешгирӣ кунад. Дар муқоиса бо таҳқиқоти қаблӣ, когерентсияи оптикии кристаллҳои молекулавии Eu³ +, ки дар ин кор гузориш шудаанд, тақрибан ҳазор маротиба беҳтар шудааст, то ки ҳолатҳои спинии ҳастаро бо роҳи мушаххас ба таври оптикӣ идора кардан мумкин бошад.
Сигналҳои оптикӣ инчунин барои тақсимоти иттилооти квантии масофаи дур барои пайваст кардани компютерҳои квантӣ барои муоширати дурдасти квантӣ мувофиқанд. Барои беҳтар кардани сигнали рӯшноӣ, метавон ба ҳамгироии кристаллҳои нави молекулавии Eu³ + ба сохтори фотонӣ таваҷҷӯҳи бештар дод. Ин кор молекулаҳои нодири заминро ҳамчун асоси Интернети квантӣ истифода мебарад ва қадами муҳимеро ба сӯи меъмории ояндаи муоширати квантӣ мегузорад.
Вақти нашр: Ян-02-2024