Aplikasi kuantumtéhnologi photonics gelombang mikro
Deteksi sinyal lemah
Salah sahiji aplikasi anu paling ngajangjikeun tina téknologi fotonik gelombang mikro kuantum nyaéta deteksi sinyal gelombang mikro / RF anu lemah pisan. Ku ngagunakeun deteksi foton tunggal, sistem ieu jauh leuwih sénsitip batan métode tradisional. Salaku conto, para panalungtik parantos nunjukkeun sistem fotonik gelombang mikro kuantum anu tiasa ngadeteksi sinyal sakedik -112.8 dBm tanpa amplifikasi éléktronik. Sensitipitas ultra luhur ieu ngajantenkeun idéal pikeun aplikasi sapertos komunikasi rohangan jero.
Photonics gelombang mikrongolah sinyal
Photonics gelombang mikro kuantum ogé ngalaksanakeun fungsi pamrosésan sinyal bandwidth tinggi sapertos peralihan fase sareng nyaring. Ku ngagunakeun unsur optik dispersive jeung nyaluyukeun panjang gelombang cahaya, peneliti nunjukkeun kanyataan yén fase RF shifts nepi ka 8 GHz RF nyaring bandwidths nepi ka 8 GHz. Anu penting, fitur-fitur ieu sadayana dihontal nganggo éléktronika 3 GHz, anu nunjukkeun yén pagelaranna ngaleuwihan wates bandwidth tradisional.
Frékuénsi non-lokal kana pemetaan waktos
Hiji kamampuh metot dibawa ngeunaan kuantum entanglement nyaeta pemetaan frékuénsi non-lokal kana waktu. Téhnik ieu tiasa ngapetakeun spéktrum sumber foton tunggal anu dipompa gelombang kontinyu kana domain waktos di lokasi anu jauh. Sistim ieu ngagunakeun pasangan foton entangled nu hiji sinar ngaliwatan saringan spéktral jeung lianna ngaliwatan unsur dispersive. Alatan gumantungna frékuénsi foton entangled, mode nyaring spéktral dipetakeun non-lokal kana domain waktu.
Gambar 1 ngagambarkeun konsép ieu:
Metoda ieu tiasa ngahontal pangukuran spéktral anu fleksibel tanpa langsung ngamanipulasi sumber cahaya anu diukur.
Sensasi dikomprés
Kuantumgelombang mikro optiktéhnologi ogé nyadiakeun métode anyar pikeun sensing dikomprés sinyal broadband. Ngagunakeun randomness alamiah dina deteksi kuantum, peneliti geus nunjukkeun sistem sensing dikomprés kuantum sanggup recovering.10 GHz RFspéktra. Sistim nu modulates sinyal RF kana kaayaan polarisasi foton koheren. Deteksi foton tunggal teras nyayogikeun matriks pangukuran acak alami pikeun sensing anu dikomprés. Ku cara kieu, sinyal broadband tiasa dibalikeun dina laju sampling Yarnyquist.
Distribusi konci kuantum
Salian ningkatkeun aplikasi fotonik gelombang mikro tradisional, téknologi kuantum ogé tiasa ningkatkeun sistem komunikasi kuantum sapertos distribusi konci kuantum (QKD). Para panalungtik nunjukkeun subcarrier multiplex quantum key distribution (SCM-QKD) ku multiplexing microwave photon subcarrier kana sistem quantum key distribution (QKD). Hal ieu ngamungkinkeun sababaraha konci kuantum bebas bisa dikirimkeun ngaliwatan hiji panjang gelombang cahaya, kukituna ngaronjatkeun efisiensi spéktral.
Gambar 2 nunjukkeun konsép sareng hasil ékspérimén tina sistem SCM-QKD dual-carrier:
Sanaos téknologi fotonik gelombang mikro kuantum ngajangjikeun, masih aya sababaraha tantangan:
1. Kamampuh real-time kawates: Sistem ayeuna merlukeun loba waktu akumulasi pikeun ngarekonstruksikeun sinyal.
2. Kasesahan nungkulan burst / sinyal tunggal: Sifat statistik tina rekonstruksi watesan applicability -na pikeun sinyal non-ulang.
3. Ngarobah kana gelombang gelombang mikro nyata: Léngkah-léngkah tambahan diperyogikeun pikeun ngarobih histogram anu direkonstruksi janten bentuk gelombang anu tiasa dianggo.
4. Karakteristik alat: Ulikan salajengna ngeunaan paripolah kuantum sareng gelombang mikro alat fotonik dina sistem gabungan diperyogikeun.
5. Integrasi: Paling sistem kiwari ngagunakeun komponén diskrit gede pisan.
Pikeun ngatasi tantangan ieu sareng ngamajukeun lapangan, sababaraha arah panalungtikan anu ngajangjikeun muncul:
1. Ngembangkeun métode anyar pikeun ngolah sinyal real-time jeung deteksi tunggal.
2. Jelajah aplikasi anyar anu ngagunakeun sensitipitas luhur, sapertos pangukuran mikrosfer cair.
3. Ngudag realisasi foton terpadu jeung éléktron pikeun ngurangan ukuran jeung pajeulitna.
4. Diajar interaksi cahaya-matéri ditingkatkeun dina sirkuit photonic gelombang mikro kuantum terpadu.
5. Gabungkeun téknologi foton gelombang mikro kuantum sareng téknologi kuantum anu sanés.
waktos pos: Sep-02-2024