Татбиқи квантӣтехнологияи фотоникаи микроволновка
Ошкоркунии сигнали заиф
Яке аз татбиқҳои умедбахштарини технологияи фотоникаи микроволновкаи квантӣ ошкор кардани сигналҳои хеле заифи микроволновка/РФ мебошад. Бо истифода аз ошкоркунии як фотон, ин системаҳо нисбат ба усулҳои анъанавӣ хеле ҳассостаранд. Масалан, муҳаққиқон як системаи фотоникии микроволновкаи квантиро нишон доданд, ки метавонад сигналҳоро то -112,8 дБм бидуни ягон тақвияти электронӣ муайян кунад. Ин ҳассосияти ултрабаланд онро барои барномаҳо ба монанди алоқаи кайҳонии амиқ беҳтарин мегардонад.
Фотоникаи микроволновкакоркарди сигнал
Фотоникаи микроволновкаи квантӣ инчунин функсияҳои коркарди сигналҳои паҳнои баландро, ба монанди иваз кардани фаза ва филтркунӣ, амалӣ мекунад. Бо истифода аз унсури оптикии пароканда ва танзим кардани дарозии мавҷи рӯшноӣ, муҳаққиқон нишон доданд, ки фазаи RF то 8 ГГц паҳнои паҳнои паҳнои филтркунии RF то 8 ГГц тағйир меёбад. Муҳим он аст, ки ҳамаи ин хусусиятҳо бо истифода аз электроникаи 3 ГГц ба даст оварда мешаванд, ки нишон медиҳад, ки самаранокӣ аз маҳдудиятҳои анъанавии паҳнои паҳно зиёдтар аст.
Харитасозии басомади ғайримаҳаллӣ ба вақт
Як қобилияти ҷолибе, ки аз печидагии квантӣ ба вуҷуд меояд, харитасозии басомади ғайримаҳаллӣ ба вақт аст. Ин усул метавонад спектри манбаи якфотонии бо мавҷи пайваста пуршавандаро ба домени вақт дар макони дурдаст харитасозӣ кунад. Система ҷуфтҳои фотонҳои печидаро истифода мебарад, ки дар онҳо як шуоъ аз филтри спектрӣ ва дигараш аз унсури пароканда мегузарад. Аз сабаби вобастагии басомади фотонҳои печида, режими филтркунии спектрӣ ба таври ғайримаҳаллӣ ба домени вақт харитасозӣ карда мешавад.
Расми 1 ин консепсияро нишон медиҳад:
Ин усул метавонад андозагирии спектралии чандирро бидуни таъсири мустақими манбаи рӯшноии ченшуда ба даст орад.
Сенсори фишурдашуда
Квантоптикаи микроволновкатехнология инчунин усули нави ҳассосияти фишурдашудаи сигналҳои паҳнои бандро пешниҳод мекунад. Бо истифода аз тасодуфияти хоси ошкоркунии квантӣ, муҳаққиқон системаи ҳассосияти фишурдашудаи квантиро нишон доданд, ки қодир ба барқарор кардани10 ГГц RFспектрҳо. Система сигнали RF-ро ба ҳолати поляризатсияи фотони когерентӣ модулятсия мекунад. Сипас, ошкоркунии якфотон матритсаи андозагирии тасодуфии табииро барои сенсори фишурдашуда таъмин мекунад. Бо ин роҳ, сигнали паҳнои бандро бо суръати намунагирии Ярниквист барқарор кардан мумкин аст.
Тақсимоти калиди квантӣ
Илова бар такмил додани барномаҳои анъанавии фотоникии микроволновка, технологияи квантӣ инчунин метавонад системаҳои алоқаи квантиро, ба монанди тақсимоти калидҳои квантӣ (QKD), беҳтар созад. Муҳаққиқон тақсимоти калидҳои квантии мултиплексии зербаранда (SCM-QKD)-ро тавассути мултиплекс кардани зербарандаи фотонҳои микроволновка ба системаи тақсимоти калидҳои квантӣ (QKD) нишон доданд. Ин имкон медиҳад, ки калидҳои квантии сершумори мустақил тавассути як дарозии мавҷи рӯшноӣ интиқол дода шаванд ва бо ин васила самаранокии спектралиро афзоиш диҳанд.
Дар расми 2 консепсия ва натиҷаҳои таҷрибавии системаи SCM-QKD-и дугона-интиқолдиҳанда нишон дода шудааст:
Гарчанде ки технологияи фотоникаи микроволновкаи квантӣ умедбахш аст, ҳанӯз ҳам баъзе мушкилот вуҷуд доранд:
1. Имконияти маҳдуди вақти воқеӣ: Системаи ҷорӣ барои барқарор кардани сигнал вақти зиёди ҷамъшавӣ талаб мекунад.
2. Мушкилот дар кор бо сигналҳои таркишӣ/якка: Хусусияти омории барқарорсозӣ татбиқи онро барои сигналҳои такрорнашаванда маҳдуд мекунад.
3. Табдил додан ба шакли мавҷи воқеии печи микроволновка: Барои табдил додани гистограммаи барқароршуда ба шакли мавҷи қобили истифода қадамҳои иловагӣ лозиманд.
4. Хусусиятҳои дастгоҳ: Омӯзиши минбаъдаи рафтори дастгоҳҳои фотонии квантӣ ва микроволновка дар системаҳои омехта зарур аст.
5. Ҳамгироӣ: Имрӯз аксари системаҳо аз ҷузъҳои дискретии калонҳаҷм истифода мебаранд.
Барои ҳалли ин мушкилот ва пешрафти соҳа, як қатор самтҳои умедбахши тадқиқотӣ пайдо мешаванд:
1. Таҳияи усулҳои нав барои коркарди сигнал дар вақти воқеӣ ва ошкоркунии яккарата.
2. Барномаҳои наверо, ки ҳассосияти баландро истифода мебаранд, ба монанди андозагирии микросфераи моеъ, омӯзед.
3. Пайгирии татбиқи фотонҳо ва электронҳои интегралӣ барои кам кардани андоза ва мураккабӣ.
4. Омӯзиши таъсири мутақобилаи рӯшноӣ ва модда дар схемаҳои фотонии микроволновкаи квантии интегралӣ.
5. Технологияи фотони микроволновкаи квантиро бо дигар технологияҳои нави квантӣ якҷоя кунед.
Вақти нашр: 02 сентябри соли 2024