Téknologi inpormasi kuantum nyaéta téknologi inpormasi anyar dumasar kana mékanika kuantum, anu ngodekeun, ngitung sareng ngirimkeun inpormasi fisik anu aya dinasistem kuantum.Ngembangkeun sarta aplikasi téhnologi informasi kuantum bakal mawa urang kana "umur kuantum", sarta sadar efisiensi gawé luhur, métode komunikasi leuwih aman tur leuwih merenah tur gaya hirup héjo.
Efisiensi komunikasi antara sistem kuantum gumantung kana kamampuhna pikeun berinteraksi sareng cahaya.Sanajan kitu, hésé pisan pikeun manggihan bahan nu bisa ngamangpaatkeun pinuh ku sipat kuantum optik.
Anyar-anyar ieu, tim peneliti di Institut Kimia di Paris sareng Institut Téknologi Karlsruhe babarengan nunjukkeun poténsi kristal molekular dumasar kana ion europium bumi jarang (Eu³ +) pikeun aplikasi dina sistem kuantum optik.Aranjeunna mendakan yén émisi ultra-sempit linewidth tina kristal molekul Eu³ + ieu ngamungkinkeun interaksi efisien sareng cahaya sareng gaduh nilai penting dinakomunikasi kuantumjeung komputasi kuantum.
Gambar 1: Komunikasi kuantum dumasar kana kristal molekular europium bumi jarang
Kaayaan kuantum tiasa ditumpangkeun, ku kituna inpormasi kuantum tiasa ditumpangkeun.Hiji qubit sakaligus bisa ngagambarkeun rupa-rupa kaayaan béda antara 0 jeung 1, sahingga data bisa diolah dina paralel dina bets.Hasilna, kakuatan komputasi komputer kuantum bakal ningkat sacara éksponénsial dibandingkeun sareng komputer digital tradisional.Nanging, pikeun ngalaksanakeun operasi komputasi, superposisi qubit kedah tiasa tetep ajeg pikeun sababaraha waktos.Dina mékanika kuantum, periode stabilitas ieu katelah kohérénsi hirupna.Spin nuklir molekul kompléks bisa ngahontal kaayaan superposisi kalawan umur garing panjang sabab pangaruh lingkungan on spins nuklir éféktif shielded.
Ion bumi jarang sareng kristal molekular mangrupikeun dua sistem anu parantos dianggo dina téknologi kuantum.Ion bumi jarang gaduh sipat optik sareng spin anu saé, tapi aranjeunna hésé diintegrasikeunalat optik.Kristal molekular leuwih gampang pikeun ngahijikeun, tapi hese nyieun sambungan dipercaya antara spin jeung cahaya sabab pita émisi teuing lega.
Kristal molekular bumi jarang dikembangkeun dina karya ieu rapih ngagabungkeun kaunggulan duanana dina éta, dina éksitasi laser, Eu³ + bisa ngaluarkeun foton mawa informasi ngeunaan spin nuklir.Ngaliwatan percobaan laser husus, hiji optik efisien / panganteur spin nuklir bisa dihasilkeun.Dina dasar ieu, panalungtik salajengna sadar spin tingkat nuklir alamat, neundeun koheren foton, sarta palaksanaan operasi kuantum munggaran.
Pikeun komputasi kuantum efisien, sababaraha qubits entangled biasana diperlukeun.Para panalungtik nunjukkeun yén Eu³ + dina kristal molekular di luhur bisa ngahontal entanglement kuantum ngaliwatan gandeng médan listrik stray, sahingga sangkan ngolah informasi kuantum.Kusabab kristal molekular ngandung sababaraha ion bumi jarang, kapadetan qubit anu kawilang luhur tiasa dihontal.
Sarat séjén pikeun komputasi kuantum nyaéta alamatna qubits individu.Téhnik alamat optik dina karya ieu tiasa ningkatkeun kagancangan maca sareng nyegah gangguan sinyal sirkuit.Dibandingkeun jeung studi saméméhna, kohérénsi optik Eu³ + kristal molekular dilaporkeun dina karya ieu ningkat ku ngeunaan sarébu kali, ku kituna nagara spin nuklir bisa dimanipulasi optik dina cara husus.
Sinyal optik ogé cocog pikeun distribusi inpormasi kuantum jarak jauh pikeun nyambungkeun komputer kuantum pikeun komunikasi kuantum jarak jauh.Timbangan salajengna bisa dibikeun ka integrasi Eu³ + kristal molekular anyar kana struktur fotonik pikeun ningkatkeun sinyal luminous.Karya ieu ngagunakeun molekul bumi jarang salaku dadasar pikeun Internet kuantum, sarta nyokot hiji hambalan penting nuju arsitéktur komunikasi kuantum hareup.
waktos pos: Jan-02-2024