„Quantum Information Technology“ yra nauja informacinė technologija, pagrįsta kvantine mechanika, koduojanti, apskaičiuojanti ir perduodanti fizinę informaciją, esančią INKvantinė sistema. Kvantinės informacinių technologijų kūrimas ir pritaikymas pritrauks mus į „kvantinį amžių“ ir įgyvendins didesnį darbo efektyvumą, saugesnius komunikacijos metodus ir patogesnį bei ekologiškesnį gyvenimo būdą.
Kvantinių sistemų ryšio efektyvumas priklauso nuo jų sugebėjimo sąveikauti su šviesa. Tačiau labai sunku rasti medžiagą, kuri galėtų visiškai pasinaudoti optinių savybių kvantinėmis savybėmis.
Neseniai Paryžiaus chemijos instituto ir Karlsruhe technologijos instituto tyrimų komanda kartu parodė molekulinio kristalo, pagrįsto retais Žemės europium jonais (EU³ +), galimybes pritaikyti optinių sistemų kvantinėms sistemoms. Jie nustatė, kad šio Eu³ + molekulinio kristalo ultragarsų linijinis plotis leidžia efektyviai sąveikauti su šviesa ir turi svarbią vertę.Kvantinis bendravimasir kvantinis skaičiavimas.
1 paveikslas: Kvantinis ryšys, pagrįstas retais Žemės europium molekuliniais kristalais
Kvantinės būsenos gali būti pritaikytos, todėl kvantinė informacija gali būti įdėta. Vienas kvadratas vienu metu gali atspindėti įvairias skirtingas būsenas nuo 0 iki 1, todėl duomenys gali būti apdorojami lygiagrečiai partijomis. Dėl to kvantinių kompiuterių skaičiavimo galia padidės eksponentiškai, palyginti su tradiciniais skaitmeniniais kompiuteriais. Tačiau, norint atlikti skaičiavimo operacijas, QUBIT superpozicija turi turėti galimybę tam tikrą laiką stabiliai išlikti. Kvantinėje mechanikoje šis stabilumo laikotarpis yra žinomas kaip koherencijos eksploatavimo laikas. Sudėtingų molekulių branduoliniai sukimai gali pasiekti superpozicijos būsenas, turinčias ilgą sausą gyvenimą, nes aplinkos įtaka branduoliniams sukimis yra veiksmingai ekranuojama.
Retos žemės jonai ir molekuliniai kristalai yra dvi sistemos, kurios buvo naudojamos kvantinėje technologijoje. Retos žemės jonai turi puikias optines ir nugaros savybes, tačiau jas sunku integruotiOptiniai įrenginiai. Molekulinius kristalus lengviau integruoti, tačiau sunku užmegzti patikimą sukimosi ir šviesos ryšį, nes emisijos juostos yra per plačios.
Retųjų žemės molekuliniai kristalai, sukurti šiame darbe, tvarkingai sujungia abu pranašumus tuo, kad, sužadinus lazerį, Eu³ + gali skleisti fotonus, turinčius informaciją apie branduolinį sukimąsi. Atliekant specifinius lazerio eksperimentus, galima generuoti efektyvią optinę/branduolinio sukinio sąsają. Remdamiesi tuo, tyrėjai dar labiau suprato branduolinio nugaros lygio adresą, nuoseklų fotonų kaupimą ir pirmosios kvantinės operacijos vykdymą.
Efektyviam kvantiniam skaičiavimui paprastai reikalingi keli įsipainioję QUBIT. Tyrėjai pademonstravo, kad aukščiau esančiuose molekuliniuose kristaluose Eu³ + gali pasiekti kvantinį įsipainiojimą per benamio elektrinio lauko jungtį, taip įgalindamas kvantinės informacijos apdorojimą. Kadangi molekuliniuose kristaluose yra keli retųjų žemės jonai, galima pasiekti santykinai didelį kvitų tankį.
Kitas kvantinio skaičiavimo reikalavimas yra atskirų QUBIT adresas. Šiame darbe optinio adresavimo technika gali pagerinti skaitymo greitį ir užkirsti kelią grandinės signalo trukdžiams. Palyginti su ankstesniais tyrimais, šiame darbe pranešta Eu³ + molekulinių kristalų optinis suderinamumas pagerėja maždaug tūkstančiu karto, todėl branduolinio nugaros būsenas galima optiškai manipuliuoti konkrečiu būdu.
Optiniai signalai taip pat yra tinkami tolimojo nuotolio informacijos paskirstymui, kad būtų galima sujungti kvantinius kompiuterius nuotoliniam kvantiniam ryšiui. Toliau gali būti atsižvelgiama į naujų Eu³ + molekulinių kristalų integraciją į fotoninę struktūrą, kad būtų padidintas šviesos signalas. Šis darbas naudoja retos žemės molekules kaip kvantinio interneto pagrindą ir žengia svarbų žingsnį link būsimos kvantinės komunikacijos architektūros.
Pašto laikas: 2012 m. Sausio-02 d