Kvant mikroto'lqinli fotonik texnologiyasini qo'llash

Kvantni qo'llashmikroto'lqinli fotonik texnologiyasi

Zaif signalni aniqlash
Kvant mikroto'lqinli fotonik texnologiyasining eng istiqbolli ilovalaridan biri juda zaif mikroto'lqinli / RF signallarini aniqlashdir. Bitta fotonni aniqlashdan foydalangan holda, bu tizimlar an'anaviy usullarga qaraganda ancha sezgir. Misol uchun, tadqiqotchilar elektron kuchaytirmasdan -112,8 dBm gacha past signallarni aniqlay oladigan kvant mikroto'lqinli fotonik tizimni namoyish etdilar. Bu juda yuqori sezuvchanlik uni chuqur kosmik aloqalar kabi ilovalar uchun ideal qiladi.

Mikroto'lqinli fotoniksignalni qayta ishlash
Kvant mikroto'lqinli fotonik shuningdek, fazalarni o'zgartirish va filtrlash kabi yuqori tarmoqli kengligi signalni qayta ishlash funktsiyalarini ham amalga oshiradi. Dispersiv optik elementdan foydalanish va yorug'lik to'lqin uzunligini sozlash orqali tadqiqotchilar RF fazasi 8 gigagertsli chastotali filtrlash tarmoqli kengligi 8 gigagertsgacha siljishini ko'rsatdi. Muhimi, bu xususiyatlarning barchasi 3 gigagertsli elektronika yordamida amalga oshiriladi, bu esa ishlashning an'anaviy tarmoqli kengligi chegaralaridan oshib ketishini ko'rsatadi.

Mahalliy bo'lmagan chastotadan vaqtni xaritalash
Kvant chalkashliklari natijasida paydo bo'lgan qiziqarli qobiliyatlardan biri bu mahalliy bo'lmagan chastotalarni vaqt bilan xaritalashdir. Ushbu uslub uzoq joylashuvdagi vaqt domeniga doimiy to'lqinli pompalanadigan bitta foton manba spektrini xaritalashi mumkin. Tizim chigallashgan foton juftlarini ishlatadi, ularda bir nur spektral filtrdan, ikkinchisi esa dispers elementdan o'tadi. O'zaro bog'langan fotonlarning chastotaga bog'liqligi tufayli spektral filtrlash rejimi mahalliy bo'lmagan holda vaqt domeniga ko'rsatiladi.
1-rasmda ushbu kontseptsiya tasvirlangan:

Ushbu usul o'lchangan yorug'lik manbasini to'g'ridan-to'g'ri manipulyatsiya qilmasdan moslashuvchan spektral o'lchovga erishishi mumkin.

Siqilgan sezish
Kvantmikroto'lqinli optiktexnologiya keng polosali signallarni siqilgan sezishning yangi usulini ham taqdim etadi. Kvantni aniqlashga xos bo'lgan tasodifiylikdan foydalanib, tadqiqotchilar qayta tiklashga qodir bo'lgan kvant siqilgan sezish tizimini namoyish qilishdi.10 gigagertsli chastotaspektrlar. Tizim RF signalini kogerent fotonning polarizatsiya holatiga modulyatsiya qiladi. Keyin bitta fotonli aniqlash siqilgan sezish uchun tabiiy tasodifiy o'lchov matritsasini ta'minlaydi. Shu tarzda, keng polosali signal Yarnyquist namuna olish tezligida tiklanishi mumkin.

Kvant kalit taqsimoti
An'anaviy mikroto'lqinli fotonik ilovalarni yaxshilashdan tashqari, kvant texnologiyasi kvant kalitlarini taqsimlash (QKD) kabi kvant aloqa tizimlarini ham yaxshilashi mumkin. Tadqiqotchilar mikroto'lqinli fotonlar pastki tashuvchisini kvant kalitlarini taqsimlash (QKD) tizimiga multiplekslash orqali subcarrier multipleks kvant kalit taqsimotini (SCM-QKD) namoyish etdilar. Bu bir nechta mustaqil kvant kalitlarini yorug'likning bir to'lqin uzunligida uzatish imkonini beradi va shu bilan spektral samaradorlikni oshiradi.
2-rasmda ikkita tashuvchili SCM-QKD tizimining kontseptsiyasi va eksperimental natijalari ko'rsatilgan:

Kvant mikroto'lqinli fotonik texnologiyasi istiqbolli bo'lsa-da, hali ham ba'zi qiyinchiliklar mavjud:
1. Cheklangan real vaqt imkoniyati: Joriy tizim signalni qayta qurish uchun ko'p to'plash vaqtini talab qiladi.
2. Portlash/yagona signallar bilan ishlashda qiyinchilik: Qayta qurishning statistik tabiati uning takrorlanmaydigan signallarga nisbatan qo'llanilishini cheklaydi.
3. Haqiqiy mikroto'lqinli to'lqin shakliga aylantirish: Qayta tuzilgan gistogrammani foydalanish mumkin bo'lgan to'lqin shakliga aylantirish uchun qo'shimcha qadamlar talab qilinadi.
4. Qurilmaning xarakteristikalari: Kvant va mikroto'lqinli fotonik qurilmalarning kombinatsiyalangan tizimlardagi xatti-harakatlarini qo'shimcha o'rganish kerak.
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'ladi:
1. Haqiqiy vaqtda signalni qayta ishlash va yagona 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 sxemalarida yorug'lik-materiyaning yaxshilangan o'zaro ta'sirini o'rganish.
5. Kvant mikroto'lqinli foton texnologiyasini boshqa rivojlanayotgan kvant texnologiyalari bilan birlashtiring.