Kvant informasiya texnologiyası kvant mexanikasına əsaslanan, özündə olan fiziki məlumatları kodlayan, hesablayan və ötürən yeni informasiya texnologiyasıdır.kvant sistemi. Kvant informasiya texnologiyalarının inkişafı və tətbiqi bizi “kvant dövrünə” gətirəcək və daha yüksək iş səmərəliliyi, daha təhlükəsiz ünsiyyət üsulları və daha rahat və yaşıl həyat tərzini reallaşdıracaqdır.
Kvant sistemləri arasında əlaqənin səmərəliliyi onların işıqla qarşılıqlı əlaqə qurma qabiliyyətindən asılıdır. Bununla belə, optikanın kvant xüsusiyyətlərindən tam istifadə edə bilən material tapmaq çox çətindir.
Bu yaxınlarda, Parisdəki Kimya İnstitutunun və Karlsrue Texnologiya İnstitutunun tədqiqat qrupu, optikanın kvant sistemlərində tətbiqlər üçün nadir torpaq europium ionlarına (Eu³ +) əsaslanan molekulyar kristalın potensialını nümayiş etdirdi. Onlar aşkar etdilər ki, bu Eu³ + molekulyar kristalının ultra dar xətt eni emissiyası işıqla səmərəli qarşılıqlı əlaqəyə imkan verir vəkvant rabitəsivə kvant hesablamaları.
Şəkil 1: Nadir torpaq europium molekulyar kristallarına əsaslanan kvant rabitəsi
Kvant vəziyyətləri üst-üstə düşə bilər, buna görə də kvant məlumatı üst-üstə düşə bilər. Tək bir kubit eyni vaxtda 0 ilə 1 arasında müxtəlif müxtəlif vəziyyətləri təmsil edə bilər ki, bu da verilənlərin paralel olaraq partiyalarda işlənməsinə imkan verir. Nəticədə, kvant kompüterlərinin hesablama gücü ənənəvi rəqəmsal kompüterlərlə müqayisədə eksponent olaraq artacaq. Bununla belə, hesablama əməliyyatlarını yerinə yetirmək üçün kubitlərin superpozisiyası müəyyən müddət ərzində davamlı olaraq davam edə bilməlidir. Kvant mexanikasında bu sabitlik dövrü koherens ömrü kimi tanınır. Mürəkkəb molekulların nüvə spinləri uzun quru ömürlü superpozisiya vəziyyətlərinə nail ola bilər, çünki ətraf mühitin nüvə spinlərinə təsiri effektiv şəkildə qorunur.
Nadir torpaq ionları və molekulyar kristallar kvant texnologiyasında istifadə olunan iki sistemdir. Nadir torpaq ionları əla optik və spin xüsusiyyətlərinə malikdir, lakin onları inteqrasiya etmək çətindiroptik cihazlar. Molekulyar kristalları inteqrasiya etmək daha asandır, lakin emissiya zolaqları çox geniş olduğu üçün spin və işıq arasında etibarlı əlaqə yaratmaq çətindir.
Bu işdə hazırlanmış nadir torpaq molekulyar kristalları hər ikisinin üstünlüklərini səliqəli şəkildə birləşdirir ki, 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 daha sonra nüvə spin səviyyəsinin ünvanlanması, fotonların ardıcıl saxlanması və ilk kvant əməliyyatının icrasını həyata keçirdilər.
Effektiv kvant hesablaması üçün adətən çoxlu dolaşıq kubitlər tələb olunur. Tədqiqatçılar nümayiş etdirdilər ki, yuxarıda göstərilən molekulyar kristallardakı Eu³ + başıboş elektrik sahəsinin birləşməsi vasitəsilə kvant qarışmasına nail ola bilər və bununla da kvant məlumatının işlənməsinə imkan verir. Molekulyar kristallarda çoxlu nadir torpaq ionları olduğundan, nisbətən yüksək kubit sıxlığına nail olmaq olar.
Kvant hesablamaları üçün başqa bir tələb fərdi kubitlərin ünvanlılığıdır. Bu işdə optik ünvanlama texnikası oxu sürətini yaxşılaşdıra və dövrə siqnalının müdaxiləsinin qarşısını ala bilər. Əvvəlki tədqiqatlarla müqayisədə, bu işdə bildirilən Eu³ + molekulyar kristallarının optik uyğunluğu təxminən min dəfə yaxşılaşdırılıb ki, nüvə spin vəziyyətləri xüsusi bir şəkildə optik manipulyasiya edilə bilsin.
Optik siqnallar uzaq kvant rabitəsi üçün kvant kompüterlərini birləşdirmək üçün uzun məsafəli kvant məlumatının paylanması üçün də uyğundur. Parlaq siqnalı artırmaq üçün yeni Eu³ + molekulyar kristallarının fotonik quruluşa inteqrasiyasına daha çox diqqət yetirilə bilər. Bu iş nadir torpaq molekullarından kvant İnterneti üçün əsas kimi istifadə edir və gələcək kvant rabitə arxitekturasına doğru mühüm addım atır.
Göndərmə vaxtı: 02 yanvar 2024-cü il