Kvantna informaciona tehnologija je nova informaciona tehnologija koja se temelji na kvantnoj mehanici, koja kodira, izračunava i prenosi fizičke informacije sadržane uKvantni sistem. Razvoj i primjena kvantne informacijske tehnologije dovest će nas u "kvantnu dob" i ostvariti veću efikasnost rada, sigurnije metode komunikacije i praktičniji i zeleniji stil života.
Efikasnost komunikacije između kvantnih sistema ovisi o njihovoj sposobnosti da komuniciraju sa svjetlom. Međutim, vrlo je teško pronaći materijal koji može u potpunosti iskoristiti kvantna svojstva optičkog.
Nedavno je istraživački tim na Institutu za hemiju u Parizu i Karlsruhe Institut za tehnologiju zajedno pokazao potencijal molekularnog kristala zasnovan na retkim zemljanim jonima Zemlje (EU +) za primjenu u kvantnim sistemima optičkog. Otkrili su da ultra-uska klizača ovog eu³ + molekularnog kristala omogućava efikasnu interakciju sa svjetlom i ima važnu vrijednost uKvantna komunikacijai kvantno računanje.
Slika 1: Kvantna komunikacija zasnovana na retkim zemljanim kristalima Zemlje
Kvantna stanja mogu se nagnuti, pa se kvantne informacije mogu nagnuti. Jednokvatni qubit može istovremeno predstavljati različite različite stanja između 0 i 1, omogućujući da se podaci obrađuju paralelno u serijama. Kao rezultat toga, računarska snaga kvantnih računara povećat će se eksponencijalno u odnosu na tradicionalna digitalna računala. Međutim, kako bi se obavljala računski operacije, superpozicija qubit-a mora biti u stanju neprestano ustrajati na vrijeme. U kvantnoj mehanici, ovaj period stabilnosti poznat je kao životni vijek koherencije. Nuklearni spinoviti složeni molekuli mogu se postići superpoziranjem sa dugim suvim životnim vijekom jer je utjecaj okoliša na nuklearne spinove učinkovito zaštićen.
Rijetki zemaljski ioni i molekularni kristali su dva sistema koja su korištena u kvantnoj tehnologiji. Rijetki zemaljski joni imaju odlična optička i okretna svojstva, ali teško ih je integrirati uOptički uređaji. Molekularni kristali su lakši za integriranje, ali teško je uspostaviti pouzdanu vezu između spin-a i svjetlosti, jer su emisijske trake preširoke.
Rijetki molekularni kristali u ovom radu razvijeni u ovom radu uredno kombiniraju prednosti i u tome, pod uzbunom, EU³ + može emitirati fotone koji nose informacije o nuklearnom spintu. Kroz specifične laserske eksperimente može se generirati efikasno optičko / nuklearno centriranje sučelja. Na osnovu toga, istraživači su dodali da su realizirali bavljenje nuklearnim spintom, koherentnim skladištenjem fotona i izvršenje prvog kvantnog rada.
Za efikasno kvantno računanje obično se zahtijeva više zapletenih qubita. Istraživači su pokazali da EU³ + u gore navedenim molekularnim kristalima može postići kvantni zaplet kroz lutali električni poljski spojnik, čime se omogućuje kvantnoj obradi podataka. Budući da molekularni kristali sadrže više retkih jona rijetkih zemaljskih iona, mogu se postići relativno visoke gustoće qubit-a.
Drugi zahtjev za kvantno računanje je adresibilnost pojedinačnih qubitsa. Tehnika optičke adrese u ovom radu može poboljšati brzinu čitanja i spriječiti smetnje signala kruga. U odnosu na prethodne studije, optička koherentnost EU³ + molekularnih kristala izvedena u ovom radu poboljšana je za oko hiljadu nabora, tako da se nuklearne spinrije mogu optički optički manipulirati na specifičan način.
Optički signali su pogodni i za distribuciju kvantne informacije na duge udaljenosti za povezivanje kvantnih računara za daljinska kvantna komunikacija. Daljnje razmatranje moglo bi se dati integraciji novih EU³ + molekularnih kristala u fotoničku strukturu kako bi se poboljšao svjetlosni signal. Ovaj rad koristi rijetke molekule zemlje kao osnovu za kvantni internet, a važan je korak ka budućim kvantnim komunikacijskim arhitektima.
Pošta: Jan-02-2024