Ang Teknolohiya ng Impormasyon sa Quantum ay isang bagong teknolohiya ng impormasyon batay sa mga mekanika ng dami, na nag -encode, nagkukuwenta at nagpapadala ng pisikal na impormasyon na nilalaman saSistema ng dami. Ang pag -unlad at aplikasyon ng teknolohiya ng impormasyon ng dami ay magdadala sa amin sa "edad ng edad", at mapagtanto ang mas mataas na kahusayan sa trabaho, mas ligtas na mga pamamaraan ng komunikasyon at mas maginhawa at berdeng pamumuhay.
Ang kahusayan ng komunikasyon sa pagitan ng mga sistema ng dami ay nakasalalay sa kanilang kakayahang makipag -ugnay sa ilaw. Gayunpaman, napakahirap na makahanap ng isang materyal na maaaring samantalahin ang mga katangian ng dami ng optical.
Kamakailan lamang, ang isang pangkat ng pananaliksik sa Institute of Chemistry sa Paris at ang Karlsruhe Institute of Technology na magkasama ay nagpakita ng potensyal ng isang molekular na kristal batay sa bihirang Earth Europium ions (EU³ +) para sa mga aplikasyon sa mga sistema ng dami ng optical. Natagpuan nila na ang ultra-narrow linewidth emission ng eu³ + molekular na kristal ay nagbibigay-daan sa mahusay na pakikipag-ugnay sa ilaw at may mahalagang halaga saKomunikasyon ng damiat dami ng computing.
Larawan 1: Komunikasyon ng Quantum Batay sa Rare Earth Europium Molecular Crystals
Ang mga estado ng dami ay maaaring maging superimposed, kaya ang impormasyon ng dami ay maaaring superimposed. Ang isang solong qubit ay maaaring sabay -sabay na kumakatawan sa iba't ibang iba't ibang mga estado sa pagitan ng 0 at 1, na nagpapahintulot sa data na maproseso nang magkatulad sa mga batch. Bilang isang resulta, ang lakas ng computing ng mga computer na dami ay tataas nang malaki kumpara sa tradisyonal na mga digital na computer. Gayunpaman, upang maisagawa ang mga operasyon sa computational, ang superposition ng mga qubits ay dapat na magpatuloy nang patuloy sa loob ng isang panahon. Sa mga mekanika ng dami, ang panahong ito ng katatagan ay kilala bilang ang pagkakaugnay sa buhay. Ang mga nukleyar na spins ng mga kumplikadong molekula ay maaaring makamit ang mga estado ng superposition na may mahabang tuyong buhay dahil ang impluwensya ng kapaligiran sa mga nukleyar na spins ay epektibong protektado.
Ang mga bihirang mga ion ng lupa at mga molekular na kristal ay dalawang mga sistema na ginamit sa teknolohiya ng dami. Ang mga bihirang mga ion sa lupa ay may mahusay na mga katangian ng optical at spin, ngunit mahirap silang isama samga optical na aparato. Ang mga molekular na kristal ay mas madaling isama, ngunit mahirap magtatag ng isang maaasahang koneksyon sa pagitan ng pag -ikot at ilaw dahil ang mga bandang paglabas ay masyadong malawak.
Ang bihirang mga molekular na kristal ng lupa na binuo sa gawaing ito ay maayos na pinagsama ang mga pakinabang ng pareho sa na, sa ilalim ng paggulo ng laser, ang EU³ + ay maaaring maglabas ng mga photon na nagdadala ng impormasyon tungkol sa nuclear spin. Sa pamamagitan ng mga tiyak na eksperimento sa laser, maaaring mabuo ang isang mahusay na optical/nuclear spin interface. Sa batayan na ito, lalo pang natanto ng mga mananaliksik ang antas ng pag -ikot ng nukleyar, magkakaugnay na pag -iimbak ng mga photon, at ang pagpapatupad ng unang operasyon ng dami.
Para sa mahusay na pag -compute ng dami, ang maramihang mga qubits ay karaniwang kinakailangan. Ipinakita ng mga mananaliksik na ang Eu³ + sa itaas na molekular na mga kristal ay maaaring makamit ang kabuuan ng entanglement sa pamamagitan ng pagkabit ng patlang ng electric, sa gayon pinapagana ang pagproseso ng impormasyon ng dami. Dahil ang mga molekular na kristal ay naglalaman ng maraming mga bihirang mga ion sa lupa, maaaring makamit ang mga mataas na density ng qubit.
Ang isa pang kinakailangan para sa pag -compute ng dami ay ang addressability ng mga indibidwal na qubits. Ang pamamaraan ng optical addressing sa gawaing ito ay maaaring mapabuti ang bilis ng pagbasa at maiwasan ang pagkagambala ng signal ng circuit. Kung ikukumpara sa mga nakaraang pag-aaral, ang optical coherence ng Eu³ + molekular na mga kristal na iniulat sa gawaing ito ay pinabuting ng halos isang libong-tiklop, upang ang mga estado ng nukleyar na pag-ikot ay maaaring optically manipulated sa isang tiyak na paraan.
Ang mga optical signal ay angkop din para sa pamamahagi ng impormasyon na pang-distansya upang ikonekta ang mga computer na dami para sa remote na komunikasyon sa dami. Ang karagdagang pagsasaalang -alang ay maaaring ibigay sa pagsasama ng mga bagong Eu³ + molekular na kristal sa istruktura ng photonic upang mapahusay ang maliwanag na signal. Ang gawaing ito ay gumagamit ng mga bihirang molekula ng lupa bilang batayan para sa dami ng internet, at tumatagal ng isang mahalagang hakbang patungo sa mga arkitektura ng komunikasyon sa kabuuan.
Oras ng Mag-post: Jan-02-2024