Kvantın tətbiqimikrodalğalı fotonika texnologiyası
Zəif siqnal aşkarlanması
Kvant mikrodalğalı fotonika texnologiyasının ən perspektivli tətbiqlərindən biri son dərəcə zəif mikrodalğalı/RF siqnallarının aşkarlanmasıdır. Tək foton aşkarlamasından istifadə etməklə bu sistemlər ənənəvi metodlardan daha həssasdır. Məsələn, tədqiqatçılar heç bir elektron gücləndirmə olmadan -112,8 dBm-ə qədər aşağı siqnalları aşkar edə bilən kvant mikrodalğalı fotonik sistemi nümayiş etdiriblər. Bu ultra yüksək həssaslıq onu dərin kosmik rabitə kimi tətbiqlər üçün ideal hala gətirir.
Mikrodalğalı fotonikasiqnal emalı
Kvant mikrodalğalı fotonika həmçinin faza dəyişməsi və filtrasiya kimi yüksək bant genişliyi siqnal emalı funksiyalarını da həyata keçirir. Dispersiyaedici optik elementdən istifadə etməklə və işığın dalğa uzunluğunu tənzimləməklə tədqiqatçılar RF fazasının 8 GHz-ə qədər RF filtrasiya bant genişliyində 8 GHz-ə qədər dəyişdiyini nümayiş etdirdilər. Əhəmiyyətli olan odur ki, bütün bu xüsusiyyətlər 3 GHz elektronika istifadə edilərək əldə edilir ki, bu da performansın ənənəvi bant genişliyi limitlərini aşdığını göstərir.
Yerli olmayan tezlik-zaman xəritələşdirilməsi
Kvant dolaşıqlığının yaratdığı maraqlı imkanlardan biri qeyri-lokal tezliyin zamana xəritələşdirilməsidir. Bu texnika davamlı dalğa ilə vurulan tək foton mənbəyinin spektrini uzaq bir yerdəki zaman domeninə xəritələşdirə bilər. Sistem, bir şüanın spektral filtrdən, digərinin isə dispersiya elementindən keçdiyi dolaşıq foton cütlərindən istifadə edir. Dolaşıq fotonların tezlik asılılığına görə, spektral filtrləmə rejimi zaman domeninə qeyri-lokal olaraq xəritələşdirilir.
Şəkil 1 bu konsepsiyanı göstərir:
Bu üsul, ölçülmüş işıq mənbəyini birbaşa manipulyasiya etmədən çevik spektral ölçmə əldə etməyə imkan verir.
Sıxılmış sensor
Kvantmikrodalğalı optiktexnologiya həmçinin genişzolaqlı siqnalların sıxılmış sensorlanması üçün yeni bir metod təqdim edir. Kvant aşkarlamasında mövcud olan təsadüfilikdən istifadə edərək, tədqiqatçılar bərpa edə bilən kvant sıxılmış sensor sistemi nümayiş etdiriblər.10 GHz RFspektrlər. Sistem RF siqnalını koherent fotonun polyarizasiya vəziyyətinə uyğunlaşdırır. Daha sonra tək foton aşkarlanması sıxılmış sensor üçün təbii təsadüfi ölçmə matrisi təmin edir. Bu şəkildə, genişzolaqlı siqnal Yarnyquist nümunə götürmə sürətində bərpa edilə bilər.
Kvant açarının paylanması
Ənənəvi mikrodalğalı fotonik tətbiqlərini təkmilləşdirməklə yanaşı, kvant texnologiyası kvant açar paylanması (QKD) kimi kvant rabitə sistemlərini də təkmilləşdirə bilər. Tədqiqatçılar mikrodalğalı foton alt daşıyıcısını kvant açar paylanması (QKD) sisteminə multipleksləşdirməklə altdaşıyıcı multipleks kvant açar paylanmasını (SCM-QKD) nümayiş etdirdilər. Bu, birdən çox müstəqil kvant açarının tək bir işıq dalğa uzunluğu boyunca ötürülməsinə imkan verir və bununla da spektral səmərəliliyi artırır.
Şəkil 2, ikili daşıyıcılı SCM-QKD sisteminin konsepsiyasını və eksperimental nəticələrini göstərir:
Kvant mikrodalğalı fotonika texnologiyası perspektivli olsa da, hələ də bəzi çətinliklər mövcuddur:
1. Məhdud real vaxt qabiliyyəti: Mövcud sistem siqnalın yenidən qurulması üçün çoxlu vaxt toplama tələb edir.
2. Partlayış/tək siqnallarla işləməkdə çətinlik: Yenidənqurmanın statistik təbiəti onun təkrarlanmayan siqnallara tətbiqini məhdudlaşdırır.
3. Həqiqi mikrodalğalı dalğa formasına çevirin: Yenidən qurulmuş histoqramı istifadəyə yararlı dalğa formasına çevirmək üçün əlavə addımlar tələb olunur.
4. Cihazın xüsusiyyətləri: Kvant və mikrodalğalı fotonik cihazların birləşdirilmiş sistemlərdə davranışının daha da öyrənilməsinə ehtiyac var.
5. İnteqrasiya: Bu gün əksər sistemlər böyük diskret komponentlərdən istifadə edir.
Bu problemləri həll etmək və sahəni inkişaf etdirmək üçün bir sıra perspektivli tədqiqat istiqamətləri ortaya çıxır:
1. Real vaxt rejimində siqnal emalı və tək aşkarlama üçün yeni metodlar hazırlayın.
2. Maye mikrosfer ölçülməsi kimi yüksək həssaslıqdan istifadə edən yeni tətbiqləri araşdırın.
3. Ölçünü və mürəkkəbliyi azaltmaq üçün inteqral fotonların və elektronların reallaşdırılmasını davam etdirin.
4. İnteqral kvant mikrodalğalı fotonik dövrələrdə işıq-maddə qarşılıqlı təsirinin gücləndirilməsini öyrənin.
5. Kvant mikrodalğalı foton texnologiyasını digər inkişaf etməkdə olan kvant texnologiyaları ilə birləşdirin.
Yazı vaxtı: 02 sentyabr 2024