Application ng QuantumTeknolohiya ng Microwave Photonics
Mahina ang pagtuklas ng signal
Ang isa sa mga pinaka -promising na aplikasyon ng teknolohiya ng dami ng microwave photonics ay ang pagtuklas ng sobrang mahina na signal ng microwave/RF. Sa pamamagitan ng paggamit ng solong pagtuklas ng photon, ang mga sistemang ito ay mas sensitibo kaysa sa mga tradisyunal na pamamaraan. Halimbawa, ang mga mananaliksik ay nagpakita ng isang dami ng microwave photonic system na maaaring makakita ng mga signal na mas mababa sa -112.8 dBm nang walang anumang electronic amplification. Ang ultra-high sensitivity na ito ay ginagawang perpekto para sa mga aplikasyon tulad ng mga malalim na komunikasyon sa espasyo.
Microwave Photonicspagproseso ng signal
Ang quantum microwave photonics ay nagpapatupad din ng mga pag-andar sa pagproseso ng signal ng high-bandwidth tulad ng paglilipat ng phase at pag-filter. Sa pamamagitan ng paggamit ng isang nakakalat na optical element at pag -aayos ng haba ng haba ng ilaw, ipinakita ng mga mananaliksik ang katotohanan na ang RF phase ay nagbabago hanggang sa 8 GHz RF na pag -filter ng bandwidth hanggang sa 8 GHz. Mahalaga, ang mga tampok na ito ay nakamit ang lahat gamit ang 3 GHz Electronics, na nagpapakita na ang pagganap ay lumampas sa tradisyonal na mga limitasyon ng bandwidth
Ang di-lokal na dalas sa pagmamapa ng oras
Ang isang kagiliw-giliw na kakayahan na dinala sa pamamagitan ng kabuuan ng entanglement ay ang pagmamapa ng di-lokal na dalas hanggang sa oras. Ang pamamaraan na ito ay maaaring i-map ang spectrum ng isang tuluy-tuloy na alon na pumped single-photon na mapagkukunan sa isang domain ng oras sa isang liblib na lokasyon. Ang system ay gumagamit ng mga nakagagalit na mga pares ng photon kung saan ang isang sinag ay dumadaan sa isang parang multo na filter at ang iba pang dumadaan sa isang elemento ng nakakalat. Dahil sa dalas ng pag-asa ng mga nakagagalit na mga photon, ang spectral filter mode ay na-mapa nang hindi lokal sa domain ng oras.
Inilalarawan ng Figure 1 ang konsepto na ito:
Ang pamamaraang ito ay maaaring makamit ang nababaluktot na pagsukat ng multo nang walang direktang pagmamanipula sa sinusukat na mapagkukunan ng ilaw.
Naka -compress na sensing
DamiMicrowave OpticalNagbibigay din ang teknolohiya ng isang bagong pamamaraan para sa naka -compress na sensing ng mga signal ng broadband. Gamit ang randomness na likas sa pagtuklas ng dami, ang mga mananaliksik ay nagpakita ng isang dami na naka -compress na sensing system na may kakayahang mabawi10 GHz RFSpectra. Ang system ay nag -modulate ng signal ng RF sa estado ng polariseysyon ng magkakaugnay na photon. Ang solong-photon detection pagkatapos ay nagbibigay ng isang natural na random na pagsukat matrix para sa naka-compress na sensing. Sa ganitong paraan, ang signal ng broadband ay maaaring maibalik sa Yarnyquist sampling rate.
Dami ng Key ng Pamamahagi
Bilang karagdagan sa pagpapahusay ng tradisyonal na mga application ng photonic na microwave, ang teknolohiya ng dami ay maaari ring mapabuti ang mga sistema ng komunikasyon ng dami tulad ng Quantum Key Distribution (QKD). Ang mga mananaliksik ay nagpakita ng subcarrier multiplex quantum key distribution (SCM-QKD) sa pamamagitan ng multiplexing microwave photons subcarrier papunta sa isang dami ng key distribution (QKD) system. Pinapayagan nito ang maramihang mga independiyenteng mga susi ng dami na maipadala sa isang solong haba ng haba ng ilaw, sa gayon ang pagtaas ng kahusayan ng parang multo.
Ipinapakita ng Figure 2 ang konsepto at pang-eksperimentong mga resulta ng dual-carrier SCM-QKD system:
Bagaman ang teknolohiya ng Quantum Microwave Photonics ay nangangako, mayroon pa ring ilang mga hamon:
1. Limitado ang kakayahang real-time: Ang kasalukuyang sistema ay nangangailangan ng maraming oras ng akumulasyon upang muling mabuo ang signal.
2. Kahirapan sa pagharap sa Burst/Single Signals: Ang istatistika na katangian ng muling pagtatayo ay naglilimita sa kakayahang magamit nito sa mga signal na hindi paulit-ulit.
3. Mag -convert sa isang tunay na alon ng microwave: Ang mga karagdagang hakbang ay kinakailangan upang mai -convert ang naayos na histogram sa isang magagamit na alon.
4. Mga Katangian ng Device: Ang karagdagang pag -aaral ng pag -uugali ng dami at microwave photonic na aparato sa pinagsamang mga sistema ay kinakailangan.
5. Pagsasama: Karamihan sa mga system ngayon ay gumagamit ng mga malalaking sangkap na discrete.
Upang matugunan ang mga hamong ito at isulong ang larangan, ang isang bilang ng mga promising na direksyon ng pananaliksik ay umuusbong:
1. Bumuo ng mga bagong pamamaraan para sa pagproseso ng signal ng real-time at solong pagtuklas.
2. Galugarin ang mga bagong aplikasyon na gumagamit ng mataas na sensitivity, tulad ng pagsukat ng likidong mikropono.
3. Ituloy ang pagsasakatuparan ng mga integrated photon at electron upang mabawasan ang laki at pagiging kumplikado.
4. Pag-aralan ang pinahusay na pakikipag-ugnay sa light-matter sa integrated quantum microwave photonic circuit.
5. Pagsamahin ang teknolohiya ng microwave photon sa iba pang mga umuusbong na teknolohiya ng dami.
Oras ng Mag-post: Sep-02-2024