Kvantning qo'llanilishimikroto'lqinli fotonika texnologiyasi
Zaif signalni aniqlash
Kvant mikroto'lqinli fotonika texnologiyasining eng istiqbolli qo'llanilishlaridan biri bu juda zaif mikroto'lqinli/RF signallarini aniqlashdir. Bitta fotonni aniqlashdan foydalangan holda, bu tizimlar an'anaviy usullarga qaraganda ancha sezgirroq. Masalan, tadqiqotchilar elektron kuchaytirgichsiz -112,8 dBm gacha bo'lgan signallarni aniqlay oladigan kvant mikroto'lqinli fotonik tizimni namoyish etdilar. Bu juda yuqori sezgirlik uni chuqur kosmik aloqa kabi ilovalar uchun ideal qiladi.
Mikroto'lqinli fotonikasignalni qayta ishlash
Kvant mikroto'lqinli fotonika shuningdek, fazani siljitish va filtrlash kabi yuqori o'tkazuvchanlikdagi signalni qayta ishlash funktsiyalarini ham amalga oshiradi. Dispers optik elementdan foydalanish va yorug'lik to'lqin uzunligini sozlash orqali tadqiqotchilar RF fazasi 8 gigagertsgacha, RF filtrlash o'tkazuvchanlik kengligi esa 8 gigagertsgacha o'zgarishini ko'rsatdilar. Muhimi, bu xususiyatlarning barchasiga 3 gigagertsli elektronika yordamida erishiladi, bu esa ishlashning an'anaviy o'tkazuvchanlik chegaralaridan oshib ketishini ko'rsatadi.
Mahalliy bo'lmagan chastotani vaqtga xaritalash
Kvant chalkashligi natijasida yuzaga keladigan qiziqarli imkoniyatlardan biri bu mahalliy bo'lmagan chastotani vaqtga xaritalashdir. Ushbu usul uzluksiz to'lqin bilan pompalanadigan bitta foton manbasining spektrini uzoqdagi vaqt domeniga xaritalashi mumkin. Tizim chalkashgan foton juftliklaridan foydalanadi, bunda bitta nur spektral filtrdan, ikkinchisi esa dispers elementdan o'tadi. Chalkashgan fotonlarning chastotaga bog'liqligi tufayli spektral filtrlash rejimi vaqt domeniga mahalliy bo'lmagan tarzda xaritalanadi.
1-rasmda ushbu kontseptsiya ko'rsatilgan:
Bu usul o'lchangan yorug'lik manbasini to'g'ridan-to'g'ri boshqarmasdan moslashuvchan spektral o'lchovga erishishi mumkin.
Siqilgan sezish
Kvantmikroto'lqinli optiktexnologiya shuningdek, keng polosali signallarni siqilgan holda aniqlashning yangi usulini taqdim etadi. Kvant aniqlashga xos bo'lgan tasodifiylikdan foydalanib, tadqiqotchilar qayta tiklashga qodir bo'lgan kvant siqilgan sensor tizimini namoyish etdilar.10 gigagertsli chastotali chastotaspektrlar. Tizim RF signalini kogerent fotonning polyarizatsiya holatiga moslashtiradi. Keyin bitta fotonni aniqlash siqilgan sensor uchun tabiiy tasodifiy o'lchov matritsasini taqdim etadi. Shu tarzda, keng polosali signalni Yarnyquist namuna olish tezligida tiklash mumkin.
Kvant kalit taqsimoti
An'anaviy mikroto'lqinli fotonik qo'llanmalarni takomillashtirishdan tashqari, kvant texnologiyasi kvant kalit taqsimoti (QKD) kabi kvant aloqa tizimlarini ham yaxshilashi mumkin. Tadqiqotchilar mikroto'lqinli fotonlar subtashuvchisini kvant kalit taqsimoti (QKD) tizimiga multiplekslash orqali subtashuvchi multipleks kvant kalit taqsimotini (SCM-QKD) namoyish etdilar. Bu bir nechta mustaqil kvant kalitlarini yorug'likning bitta to'lqin uzunligi bo'ylab uzatish imkonini beradi va shu bilan spektral samaradorlikni oshiradi.
2-rasmda ikki tashuvchili SCM-QKD tizimining kontseptsiyasi va eksperimental natijalari ko'rsatilgan:
Kvant mikroto'lqinli fotonika texnologiyasi istiqbolli bo'lsa-da, hali ham ba'zi qiyinchiliklar mavjud:
1. Cheklangan real vaqt rejimidagi imkoniyat: Mavjud tizim signalni qayta tiklash uchun ko'p vaqt to'plashni talab qiladi.
2. Yorqin/bitta signallar bilan ishlashdagi qiyinchilik: Qayta qurishning statistik tabiati uning takrorlanmaydigan signallarga qo'llanilishini cheklaydi.
3. Haqiqiy mikroto'lqinli to'lqin shakliga aylantirish: Qayta tiklangan gistogrammani foydalanishga yaroqli to'lqin shakliga aylantirish uchun qo'shimcha qadamlar talab qilinadi.
4. Qurilma xususiyatlari: Kvant va mikroto'lqinli fotonik qurilmalarning kombinatsiyalangan tizimlardagi xatti-harakatlarini yanada o'rganish zarur.
5. Integratsiya: Bugungi kunda aksariyat tizimlar katta hajmli diskret komponentlardan foydalanadi.
Ushbu muammolarni hal qilish va sohani rivojlantirish uchun bir qator istiqbolli tadqiqot yo'nalishlari paydo bo'lmoqda:
1. Real vaqt rejimida signallarni qayta ishlash va yakka aniqlashning yangi usullarini ishlab chiqish.
2. Suyuq mikrosferani o'lchash kabi yuqori sezgirlikdan foydalanadigan yangi ilovalarni o'rganing.
3. Hajmi va murakkabligini kamaytirish uchun integral fotonlar va elektronlarni amalga oshirishga intiling.
4. Integratsiyalashgan kvant mikroto'lqinli fotonik sxemalarda yorug'lik-materiya o'zaro ta'sirining kuchayishini o'rganing.
5. Kvant mikroto'lqinli foton texnologiyasini boshqa rivojlanayotgan kvant texnologiyalari bilan birlashtirish.
Joylashtirilgan vaqt: 2024-yil 2-sentabr