Татбиқи технологияи фотоникаи квантӣ

Истифодаи квантТехнологияи фотоникаи микроволновка

Муайянкунии сигнали заиф
Яке аз барномаҳои умедбахши технологияи фотоникаи квантӣ ин ошкор кардани сигналҳои бениҳоят сусти микроволновка/РБ мебошад. Бо истифода аз муайянкунии ягонаи фотон, ин системаҳо нисбат ба усулҳои анъанавӣ хеле ҳассостаранд. Масалан, муҳаққиқон як системаи фотоникии микроволнгии квантиро намоиш доданд, ки метавонад сигналҳоро то -112,8 дБм бе ягон пурқувваткунии электронӣ муайян кунад. Ин ҳассосияти ултра-баланд онро барои барномаҳое ба мисли иртиботи кайҳонии амиқ беҳтарин месозад.

Фотоникаи микроволновкакоркарди сигнал
Фотоникаи микромавҷи квантӣ инчунин функсияҳои коркарди сигнали фарохмаҷро ба монанди тағирёбии фаза ва филтрро амалӣ мекунад. Бо истифода аз унсури оптикии дисперсивӣ ва танзими дарозии мавҷи рӯшноӣ, муҳаққиқон далели онро нишон доданд, ки марҳилаи RF то 8 ГГц маҷрои филтркунии РБ то 8 ГГц мегузарад. Муҳим он аст, ки ҳамаи ин хусусиятҳо бо истифода аз электроникаи 3 ГГц ба даст оварда шудаанд, ки нишон медиҳад, ки иҷроиш аз маҳдудиятҳои фарохмаҷрои анъанавӣ зиёдтар аст

Басомади ғайримаҳаллӣ ба харитаи вақт
Яке аз қобилиятҳои ҷолибе, ки тавассути печиши квантӣ ба вуҷуд омадааст, харитасозии басомади ғайримаҳаллӣ ба вақт мебошад. Ин техника метавонад спектри манбаи якфотонии доимии мавҷро ба домени вақт дар макони дурдаст харита кунад. Система ҷуфтҳои фотонҳои печидаро истифода мебарад, ки дар онҳо як нур аз филтри спектралӣ ва дигаре аз элементи дисперсивӣ мегузарад. Аз сабаби вобастагии басомади фотонҳои печида, режими филтркунии спектрӣ ба таври маҳаллӣ ба домени вақт харита карда мешавад.
Тасвири 1 ин консепсияро нишон медиҳад:

Ин усул метавонад бидуни коркарди мустақими манбаи нури ченшуда ченкунии чандири спектрро ба даст орад.

Ҳисси фишурдашуда
Квантоптикии микроволновкатехнология инчунин усули нави ҳассосии фишурдашудаи сигналҳои фарохмаҷро пешниҳод мекунад. Бо истифода аз тасодуфӣ, ки ба муайянкунии квантӣ хос аст, муҳаққиқон як системаи фишурдашудаи ҳассосии квантиро нишон доданд, ки қодир ба барқароршавӣ10 ГГц РФспектрҳо. Система сигнали РБ-ро ба ҳолати поляризатсияи фотон когерентӣ модул мекунад. Пас аз муайянкунии як фотон матритсаи табиии ченкунии тасодуфиро барои ҳассосияти фишурда таъмин мекунад. Бо ин роҳ, сигнали фарохмаҷро метавон бо суръати интихобкунии Yarnyquist барқарор кард.

Тақсимоти калидҳои квантӣ
Илова ба такмил додани замимаҳои анъанавии фотоникии микроволновка, технологияи квантӣ инчунин метавонад системаҳои иртиботи квантиро, аз қабили тақсимоти калиди квантӣ (QKD) беҳтар созад. Муҳаққиқон тақсимоти калиди квантӣ (SCM-QKD) -ро тавассути мултиплекс кардани зербаркунандаи фотонҳои микроволнгӣ ба системаи тақсимоти квантӣ (QKD) намоиш доданд. Ин имкон медиҳад, ки калидҳои мустақили квантӣ тавассути як дарозии мавҷи рӯшноӣ интиқол дода шаванд ва ба ин васила самаранокии спектрро зиёд кунанд.
Дар расми 2 консепсия ва натиҷаҳои таҷрибавии системаи дугонаи интиқолдиҳандаи SCM-QKD нишон дода шудааст:

Гарчанде ки технологияи фотоникаи квантӣ умедбахш аст, ҳанӯз ҳам баъзе мушкилот вуҷуд доранд:
1. Имконияти маҳдуди вақти воқеӣ: Системаи ҷорӣ барои барқарорсозии сигнал вақти зиёдро талаб мекунад.
2. Мушкилоти мубориза бо сигналҳои таркиш/якгона: Табиати омори таҷдид татбиқи онро ба сигналҳои такрорнашаванда маҳдуд мекунад.
3. Табдил додан ба шакли мавҷи воқеии микромавҷ: Барои табдил додани гистограммаи барқароршуда ба шакли мавҷи қобили истифода қадамҳои иловагӣ лозиманд.
4. Хусусиятҳои дастгоҳ: Омӯзиши минбаъдаи рафтори дастгоҳҳои фотоникии квантӣ ва микромавҷӣ дар системаҳои омехта зарур аст.
5. Интегратсия: Аксари системаҳо имрӯз ҷузъҳои дискретии калонро истифода мебаранд.

Барои ҳалли ин мушкилот ва пешрафти соҳа, як қатор самтҳои тадқиқотии ояндадор ба миён меоянд:
1. Коркарди усулҳои нави коркарди сигнал дар вақти воқеӣ ва муайянкунии якдафъаина.
2. Барномаҳои наверо, ки ҳассосияти баландро истифода мебаранд, омӯзед, ба монанди андозагирии микросфераи моеъ.
3. Барои кам кардани ҳаҷм ва мураккабӣ амалӣ намудани фотонҳо ва электронҳои муттаҳидшударо пайгирӣ кунед.
4. Омӯзиши мутақобилаи мукаммали рӯшноӣ ва моддаҳо дар схемаҳои фотоникии микромавҷи квантӣ.
5. Технологияи фотонҳои квантиро бо дигар технологияҳои нави квантӣ муттаҳид кунед.