Kvant informasiya texnologiyası, kvant mexanikasına əsaslanan və tərkibindəki fiziki məlumatları kodlayan, hesablayan və ötürən yeni bir informasiya texnologiyasıdır.kvant sistemiKvant informasiya texnologiyalarının inkişafı və tətbiqi bizi "kvant dövrünə" gətirəcək və daha yüksək iş səmərəliliyi, daha təhlükəsiz rabitə metodları və daha rahat və yaşıl həyat tərzini həyata keçirəcək.
Kvant sistemləri arasında rabitənin səmərəliliyi onların işıqla qarşılıqlı təsir qabiliyyətindən asılıdır. Lakin, optikanın kvant xüsusiyyətlərindən tam istifadə edə biləcək bir material tapmaq çox çətindir.
Bu yaxınlarda Parisdəki Kimya İnstitutu və Karlsruhe Texnologiya İnstitutunun tədqiqat qrupu birlikdə nadir torpaq elementləri olan avropium ionlarına (Eu³+) əsaslanan molekulyar kristalın kvant optik sistemlərində tətbiq potensialını nümayiş etdirdilər. Onlar aşkar etdilər ki, bu Eu³+ molekulyar kristalının ultra dar xətt eni emissiyası işıqla səmərəli qarşılıqlı təsirə imkan verir və mühüm əhəmiyyətə malikdir.kvant rabitəsivə kvant hesablamaları.
Şəkil 1: Nadir torpaq elementləri olan avropium molekulyar kristallarına əsaslanan kvant rabitəsi
Kvant halları üst-üstə düşə bilər, buna görə də kvant məlumatları üst-üstə düşə bilər. Tək bir kubit eyni vaxtda 0 ilə 1 arasında müxtəlif halları təmsil edə bilər və bu da məlumatların paralel olaraq toplu şəkildə emal olunmasına imkan verir. Nəticədə, kvant kompüterlərinin hesablama gücü ənənəvi rəqəmsal kompüterlərlə müqayisədə eksponensial olaraq artacaq. Lakin, hesablama əməliyyatlarını yerinə yetirmək üçün kubitlərin üst-üstə düşməsi müəyyən bir müddət ərzində sabit şəkildə davam edə bilməlidir. Kvant mexanikasında bu sabitlik dövrü koherentlik ömrü kimi tanınır. Mürəkkəb molekulların nüvə spinləri uzun quru ömürlərlə üst-üstə düşmə hallarına nail ola bilər, çünki ətraf mühitin nüvə spinlərinə təsiri effektiv şəkildə qorunur.
Nadir torpaq ionları və molekulyar kristallar kvant texnologiyasında istifadə edilən iki sistemdir. Nadir torpaq ionları əla optik və spin xüsusiyyətlərinə malikdir, lakin onları inteqrasiya etmək çətindir.optik cihazlarMolekulyar kristalların inteqrasiyası daha asandır, lakin emissiya zolaqları çox geniş olduğundan spin və işıq arasında etibarlı bir əlaqə qurmaq çətindir.
Bu işdə inkişaf etdirilən nadir torpaq molekulyar kristalları hər ikisinin üstünlüklərini səliqəli şəkildə birləşdirir, çünki lazer həyəcanı altında Eu³+ nüvə spini haqqında məlumat daşıyan fotonlar buraxa bilir. Xüsusi lazer təcrübələri vasitəsilə səmərəli optik/nüvə spin interfeysi yaradıla bilər. Bu əsasda tədqiqatçılar nüvə spin səviyyəsinin ünvanlanmasını, fotonların koherent saxlanmasını və ilk kvant əməliyyatının icrasını daha da həyata keçirdilər.
Səmərəli kvant hesablamaları üçün adətən çoxsaylı dolaşıq kubitlər tələb olunur. Tədqiqatçılar yuxarıdakı molekulyar kristallardakı Eu³+-nin azmış elektrik sahəsi birləşməsi vasitəsilə kvant dolaşıqlığına nail ola biləcəyini və bununla da kvant məlumatlarının emalına imkan verdiyini nümayiş etdirdilər. Molekulyar kristallar çoxsaylı nadir torpaq ionlarını ehtiva etdiyindən, nisbətən yüksək qubit sıxlığına nail olmaq mümkündür.
Kvant hesablamaları üçün digər bir tələb fərdi kubitlərin ünvanlılığıdır. Bu işdə istifadə edilən optik ünvanlama texnikası oxuma sürətini artıra və dövrə siqnalının müdaxiləsinin qarşısını ala bilər. Əvvəlki tədqiqatlarla müqayisədə, bu işdə bildirilən Eu³ + molekulyar kristallarının optik koherentliyi təxminən min dəfə yaxşılaşdırılıb ki, nüvə spin vəziyyətləri müəyyən bir şəkildə optik olaraq manipulyasiya edilə bilsin.
Optik siqnallar, həmçinin uzaq məsafəli kvant rabitəsi üçün kvant kompüterlərini birləşdirmək məqsədilə uzun məsafəli kvant məlumatlarının paylanması üçün də uyğundur. İşıq siqnalını artırmaq üçün yeni Eu³ + molekulyar kristalların fotonik quruluşa inteqrasiyasına əlavə diqqət yetirilə bilər. Bu iş kvant internetinin əsası kimi nadir torpaq molekullarından istifadə edir və gələcək kvant rabitə arxitekturalarına doğru mühüm addım atır.
Yazı vaxtı: 02 Yanvar 2024