Skammtaupplýsingatækni er ný upplýsingatækni byggð á skammtafræði, sem kóðar, reiknar og sendir þær eðlisfræðilegu upplýsingar sem eru í ...skammtakerfiÞróun og notkun skammtafræðilegrar upplýsingatækni mun færa okkur inn í „skammtaöldina“ og ná fram meiri vinnuhagkvæmni, öruggari samskiptaleiðum og þægilegri og grænni lífsstíl.
Skilvirkni samskipta milli skammtakerfa er háð getu þeirra til að hafa samskipti við ljós. Hins vegar er mjög erfitt að finna efni sem getur nýtt sér skammtafræðilega eiginleika ljósfræðinnar til fulls.
Nýlega sýndu rannsóknarteymi við Efnafræðistofnunina í París og Tækniháskólann í Karlsruhe saman fram á möguleika sameindakristalls sem byggir á sjaldgæfum jarðmálmum, evrópíumjónum (Eu³+), til notkunar í skammtafræðilegum kerfum ljósfræðinnar. Þeir komust að því að afar þröng línubreidd geislunar þessa Eu³+ sameindakristalls gerir kleift að hafa skilvirka víxlverkun við ljós og hefur mikilvægt gildi í...skammtafræðileg samskiptiog skammtafræði.
Mynd 1: Skammtasamskipti byggð á sjaldgæfum jarðmálmum úr evrópíum sameindakristöllum
Hægt er að leggja skammtafræðileg ástand ofan á, þannig að hægt er að leggja skammtafræðilegar upplýsingar ofan á. Einn skammtabit getur samtímis táknað fjölbreytt ástand á bilinu 0 til 1, sem gerir kleift að vinna úr gögnum samsíða í lotum. Fyrir vikið mun reikniafl skammtatölva aukast veldishraða samanborið við hefðbundnar stafrænar tölvur. Hins vegar, til þess að framkvæma reikniaðgerðir, verður ofurlagning skammtabitanna að geta varað stöðugt um tíma. Í skammtafræði er þetta stöðugleikatímabil þekkt sem samfellulíftími. Kjarnasnúningar flókinna sameinda geta náð ofurlagsástandi með löngum þurrlíftíma vegna þess að áhrif umhverfisins á kjarnasnúninga eru á áhrifaríkan hátt varin.
Sjaldgæfar jarðmálmajónir og sameindakristallar eru tvö kerfi sem hafa verið notuð í skammtafræði. Sjaldgæfar jarðmálmajónir hafa framúrskarandi ljósfræðilega og snúningseiginleika, en erfitt er að samþætta þær í...sjóntækiSameindakristallar eru auðveldari í samþættingu en það er erfitt að koma á áreiðanlegri tengingu milli spuna og ljóss vegna þess að útgeislunarböndin eru of breið.
Sjaldgæfu jarðmálmkristallarnir sem þróaðir voru í þessari vinnu sameina á snyrtilegan hátt kosti beggja að því leyti að Eu³+ getur, undir leysigeislaörvun, gefið frá sér ljóseindir sem bera upplýsingar um kjarnaspuna. Með sértækum leysigeislatilraunum er hægt að búa til skilvirkt ljósleiðara-/kjarnaspunaviðmót. Á þessum grunni komust vísindamennirnir að því hvernig hægt er að nálgast kjarnaspunastig, geymslu ljóseinda og framkvæma fyrstu skammtaaðgerðina.
Til að fá skilvirka skammtaútreikninga þarf venjulega marga flækta skammtabita. Rannsakendurnir sýndu fram á að Eu³+ í ofangreindum sameindakristöllum getur náð fram skammtaflækju með villurafsviðstengingu, sem gerir kleift að vinna úr skammtaupplýsingum. Þar sem sameindakristallarnir innihalda margar sjaldgæfar jarðjónir er hægt að ná tiltölulega háum skammtabitaþéttleika.
Önnur krafa fyrir skammtafræði er aðgengileiki einstakra skammtabita. Sjónræna aðferðin í þessari rannsókn getur bætt leshraða og komið í veg fyrir truflanir frá rafrásarmerkinu. Í samanburði við fyrri rannsóknir er sjónræn samfelldni Eu³+ sameindakristalla sem greint er frá í þessari rannsókn um þúsundfalt betri, þannig að hægt er að stjórna sjónrænt spunaástandi kjarnans á ákveðinn hátt.
Ljósmerki henta einnig vel til dreifingar á skammtafræðilegum upplýsingum yfir langar vegalengdir til að tengja skammtatölvur fyrir fjartengd skammtafræðileg samskipti. Frekari athugun gæti verið á samþættingu nýrra Eu³+ sameindakristalla í ljósfræðilega uppbyggingu til að auka ljósmerkið. Þessi vinna notar sjaldgæfar jarðmálmasameindir sem grunn fyrir skammtafræðilegt internet og tekur mikilvægt skref í átt að framtíðar skammtafræðilegri samskiptaarkitektúr.
Birtingartími: 2. janúar 2024