Notkun skammtaörbylgjuljóseindatækni

Notkun skammtafræðiörbylgjuljóseindatækni

Veik merki uppgötvun
Einn af efnilegustu notkun skammtaörbylgjuljóseindatækni er að greina mjög veik örbylgju-/RF merki. Með því að nota eina ljóseindaskynjun eru þessi kerfi mun viðkvæmari en hefðbundnar aðferðir. Til dæmis hafa vísindamennirnir sýnt fram á skammtaörbylgjuljóseindakerfi sem getur greint merki allt að -112,8 dBm án rafrænnar mögnunar. Þetta ofurháa næmi gerir það tilvalið fyrir forrit eins og fjarskipti í geimnum.

Ljóseindatækni í örbylgjuofnimerkjavinnsla
Skammtaörbylgjuljóseindafræði útfærir einnig merkjavinnsluaðgerðir með mikilli bandbreidd eins og fasaskiptingu og síun. Með því að nota dreifandi sjónþátt og stilla bylgjulengd ljóss, sýndu vísindamennirnir þá staðreynd að RF fasa breytist allt að 8 GHz RF síunarbandbreidd allt að 8 GHz. Mikilvægt er að þessir eiginleikar nást allir með 3 GHz rafeindatækni, sem sýnir að frammistaðan fer yfir hefðbundin bandbreiddarmörk

Óstaðbundin tíðni til tímakortlagningar
Ein áhugaverður hæfileiki sem stafar af skammtaflækju er kortlagning tíðni sem ekki er staðbundin í tíma. Þessi tækni getur kortlagt litróf samfelldra bylgju dælt ein-ljóseind ​​uppspretta á tíma lén á afskekktum stað. Kerfið notar fléttuð ljóseindapör þar sem annar geislinn fer í gegnum litrófssíu og hinn fer í gegnum dreifiefni. Vegna tíðniháðra ljóseinda sem flækjast er litrófssíunarhamurinn kortlagður ekki staðbundið á tímasviðið.
Mynd 1 sýnir þetta hugtak:

Þessi aðferð getur náð sveigjanlegri litrófsmælingu án þess að stjórna mældum ljósgjafa beint.

Þjappuð skynjun
Skammtafræðiörbylgjuofntæknin veitir einnig nýja aðferð til þjappaðrar skynjunar á breiðbandsmerkjum. Með því að nota handahófið sem felst í skammtagreiningu hafa vísindamenn sýnt fram á skammtaþjappað skynjunarkerfi sem getur endurheimt10 GHz RFlitróf. Kerfið stillir RF merkið í skautunarástand samstæðu ljóseindarinnar. Eins ljóseind ​​uppgötvun gefur síðan náttúrulegt slembimælisfylki fyrir þjappaða skynjun. Á þennan hátt er hægt að endurheimta breiðbandsmerkið á Yarnyquist sýnatökuhraða.

Skammtalykladreifing
Auk þess að efla hefðbundin ljóseindaforrit í örbylgjuofni getur skammtatækni einnig bætt skammtasamskiptakerfi eins og skammtalykladreifingu (QKD). Rannsakendur sýndu undirburðarfjölfalda skammtalykladreifingu (SCM-QKD) með því að margfalda örbylgjuljóseindir undirbera á skammtalykladreifingu (QKD) kerfi. Þetta gerir kleift að senda marga óháða skammtalykla yfir eina bylgjulengd ljóss og eykur þannig litrófsvirkni.
Mynd 2 sýnir hugmyndina og tilraunaniðurstöður tveggja burðarkerfis SCM-QKD kerfisins:

Þrátt fyrir að skammtaörbylgjuljóseindatækni sé efnilegur, eru enn nokkrar áskoranir:
1. Takmörkuð rauntímageta: Núverandi kerfi krefst mikils uppsöfnunartíma til að endurbyggja merkið.
2. Erfiðleikar við að takast á við springa/stök merki: Tölfræðilegt eðli endurbyggingarinnar takmarkar nothæfi hennar við óendurtekin merki.
3. Umbreyta í alvöru örbylgjubylgjuform: Fleiri skref eru nauðsynleg til að breyta endurgerða súluritinu í nothæft bylgjuform.
4. Eiginleikar tækja: Frekari rannsókna á hegðun skammta- og örbylgjuljóseindatækja í samsettum kerfum er þörf.
5. Samþætting: Flest kerfi í dag nota fyrirferðarmikla staka íhluti.

Til að takast á við þessar áskoranir og efla sviðið eru nokkrar efnilegar rannsóknarstefnur að koma fram:
1. Þróa nýjar aðferðir fyrir rauntíma merkjavinnslu og staka uppgötvun.
2. Skoðaðu ný forrit sem nýta mikið næmni, eins og fljótandi örkúlumælingu.
3. Stunda framkvæmd samþættra ljóseinda og rafeinda til að minnka stærð og flókið.
4. Rannsakaðu aukna samspil ljóss og efnis í samþættum skammtaörbylgjuljóseindarásum.
5. Sameina skammtaörbylgjuljóseindatækni við aðra skammtatækni sem er að koma fram.