Skammtaupplýsingatækni er ný upplýsingatækni byggð á skammtafræði, sem kóðar, reiknar og sendir eðlisfræðilegar upplýsingar sem eru ískammtakerfi.Þróun og beiting skammtafræðiupplýsingatækni mun koma okkur inn á „skammtaöldina“ og gera okkur grein fyrir meiri vinnuskilvirkni, öruggari samskiptaaðferðum og þægilegri og grænni lífsstíl.
Skilvirkni samskipta milli skammtakerfa fer eftir getu þeirra til að hafa samskipti við ljós.Hins vegar er mjög erfitt að finna efni sem getur nýtt sér til fulls skammtaeiginleika ljóss.
Nýlega sýndu rannsóknarteymi við Efnafræðistofnun í París og Tæknistofnun Karlsruhe saman möguleika sameindakristalls sem byggir á sjaldgæfum evrópíumjónum (Eu³ +) til notkunar í skammtakerfi ljósfræði.Þeir komust að því að ofurþröng línubreidd losun þessa Eu³ + sameindakristalls gerir skilvirka samskipti við ljós og hefur mikilvægt gildi ískammtasamskiptiog skammtafræði.
Mynd 1: Skammtasamskipti byggð á sjaldgæfum evrópíum sameindakristöllum
Skammtaástand er hægt að leggja ofan á, þannig að hægt er að leggja skammtaupplýsingar ofan á.Einn qubit getur samtímis táknað margs konar mismunandi ástand á milli 0 og 1, sem gerir kleift að vinna gögn samhliða í lotum.Fyrir vikið mun reiknikraftur skammtatölva aukast veldisvísis miðað við hefðbundnar stafrænar tölvur.Hins vegar, til að framkvæma reikniaðgerðir, verður yfirsetning qubita að geta haldið áfram stöðugt í nokkurn tíma.Í skammtafræði er þetta stöðugleikatímabil þekkt sem samhengislíftími.Kjarnasnúningur flókinna sameinda geta náð yfirstöðuástandi með löngum þurrlífi vegna þess að áhrif umhverfisins á kjarnasnúninga eru í raun varin.
Sjaldgæfar jarðarjónir og sameindakristallar eru tvö kerfi sem hafa verið notuð í skammtatækni.Sjaldgæfar jarðarjónir hafa framúrskarandi sjón- og snúningseiginleika, en erfitt er að samþætta þærsjóntæki.Auðveldara er að samþætta sameindakristalla en erfitt er að koma á áreiðanlegri tengingu milli snúnings og ljóss vegna þess að losunarböndin eru of breiður.
Sjaldgæfu jarðar sameindakristallarnir sem þróaðir eru í þessu verki sameina á snyrtilegan hátt kosti beggja þar sem Eu³ + getur gefið frá sér ljóseindir sem bera upplýsingar um kjarnasnúning undir leysisörvun.Með sérstökum leysitilraunum er hægt að búa til skilvirkt sjón-/kjarnasnúningsviðmót.Á þessum grundvelli gerðu rannsakendur sér enn frekari grein fyrir miðlun kjarnasnúningsstigs, samfelldri geymslu ljóseinda og framkvæmd fyrstu skammtaaðgerðarinnar.
Fyrir skilvirka skammtatölvun er venjulega þörf á mörgum flæktum qubits.Rannsakendur sýndu fram á að Eu³ + í ofangreindum sameindakristöllum getur náð skammtafræðilegri flækju í gegnum rafsviðstengingu sem villst og þannig gert vinnslu skammtaupplýsinga kleift.Vegna þess að sameindakristallarnir innihalda margar sjaldgæfar jarðarjónir er hægt að ná tiltölulega háum qubit þéttleika.
Önnur krafa fyrir skammtatölvuna er aðgengishæfni einstakra qubita.Sjónvarpstæknin í þessari vinnu getur bætt lestrarhraðann og komið í veg fyrir truflun á hringrásarmerkinu.Í samanburði við fyrri rannsóknir er sjónsamhengi Eu³ + sameindakristalla sem greint er frá í þessari vinnu bætt um það bil þúsundfalt, þannig að hægt er að meðhöndla kjarnasnúningaástandið með sérstökum hætti.
Optísk merki eru einnig hentug fyrir skammtaupplýsingadreifingu á langri fjarlægð til að tengja skammtatölvur fyrir fjarskammtasamskipti.Frekari íhugun væri hægt að huga að samþættingu nýrra Eu³ + sameindakristalla í ljóseindabyggingu til að auka ljósmerkið.Þetta verk notar sjaldgæfar jarðar sameindir sem grunn að skammtanetinu og tekur mikilvægt skref í átt að framtíðarskammtasamskiptaarkitektúr.
Pósttími: Jan-02-2024