Kvantinio taikymasMikrobangų fotonikos technologija
Silpnas signalo aptikimas
Viena iš perspektyviausių kvantinės mikrobangų fotonikos technologijos pritaikymų yra ypač silpnų mikrobangų/RF signalų aptikimas. Naudojant pavienio fotono aptikimą, šios sistemos yra daug jautresnės nei tradiciniai metodai. Pavyzdžiui, tyrėjai pademonstravo kvantinės mikrobangų fotoninę sistemą, kuri gali aptikti net -112,8 dBm signalus be jokio elektroninio amplifikacijos. Šis ypač didelis jautrumas daro jį idealiu programoms, tokioms kaip giluminis kosmoso ryšys.
Mikrobangų fotonikaSignalo apdorojimas
Kvantinės mikrobangų fotonika taip pat įgyvendina aukšto lygio signalo apdorojimo funkcijas, tokias kaip fazių keitimas ir filtravimas. Naudodami dispersinį optinį elementą ir sureguliuodami šviesos bangos ilgį, tyrėjai parodė, kad RF fazė pasislenka iki 8 GHz RF filtravimo pralaidumo iki 8 GHz. Svarbu tai, kad visos šios funkcijos pasiekiamos naudojant 3 GHz elektroniką, o tai rodo, kad našumas viršija tradicines pralaidumo ribas
Ne vietinis dažnis iki laiko žemėlapių
Viena įdomių galimybių, kurias sukėlė kvantinis įsipainiojimas, yra ne vietinio dažnio žemėlapis. Ši technika gali susieti ištisinių bangų pumpuojamo vieno fotono šaltinio spektrą į laiko sritį atokioje vietoje. Sistema naudoja įsipainiojusias fotonų poras, kuriose vienas pluoštas praeina per spektrinį filtrą, o kita - per dispersinį elementą. Dėl įsipainiojusių fotonų priklausomybės nuo dažnio spektrinis filtravimo režimas yra ne lokaliai susietas su laiko sritimi.
1 paveiksle pavaizduota ši sąvoka:
Šis metodas gali pasiekti lanksčią spektrinį matavimą, tiesiogiai nesiimant išmatuoto šviesos šaltinio.
Suspaustas jutimas
KvantinisMikrobangų optinisTechnologija taip pat suteikia naują metodą suspaustam plačiajuosčio ryšio signalų jutimui. Naudodamiesi atsitiktinumu, būdingu kvantiniam aptikimui10 GHz RFSpektrai. Sistema moduliuoja RF signalą į nuoseklaus fotono poliarizacijos būseną. Tada vieno fotono aptikimas suteikia natūralią atsitiktinių matavimo matricą suslėgtam jutikliui. Tokiu būdu plačiajuosčio ryšio signalą galima atkurti naudojant „Yarnquist“ mėginių ėmimo greitį.
Kvantinis raktų paskirstymas
Kvantinės technologijos ne tik tobulina tradicines mikrobangų fotonines programas, bet ir pagerinti kvantinių ryšių sistemas, tokias kaip kvantinis raktų pasiskirstymas (QKD). Tyrėjai pademonstravo daugialypės terpės kvantinio raktų pasiskirstymo (SCM-QKD), naudodami multipleksuojant mikrobangų fotonų subkarjerą į kvantinio raktų paskirstymo (QKD) sistemą. Tai leidžia perduoti kelis nepriklausomus kvantinius klavišus per vieną šviesos bangos ilgį, taip padidindamas spektrinį efektyvumą.
2 paveiksle pavaizduoti dvigubo nešiklio SCM-QKD sistemos koncepcija ir eksperimentiniai rezultatai:
Nors kvantinės mikrobangų fotonikos technologija yra perspektyvi, vis dar yra keletas iššūkių:
1. Ribotas realaus laiko galimybes: Dabartinė sistema reikalauja daug kaupimo laiko, kad būtų galima rekonstruoti signalą.
2.
3. Konvertuokite į tikrą mikrobangų bangos formą: norint konvertuoti rekonstruotą histogramą į tinkamą bangos formą, reikia papildomų žingsnių.
4. Įrenginio charakteristikos: Reikia papildomo kvantinių ir mikrobangų fotoninių prietaisų elgsenos tyrimuose kombinuotose sistemose.
5. Integracija: Daugumoje sistemų šiandien naudojami dideli diskrečiai komponentai.
Siekiant išspręsti šiuos iššūkius ir tobulinti lauką, atsiranda daugybė perspektyvių tyrimų krypčių:
1. Sukurkite naujus realaus laiko signalo apdorojimo ir vieno aptikimo metodus.
2. Ištirkite naujas programas, kuriose naudojamas didelis jautrumas, pavyzdžiui, skystas mikrosferos matavimas.
3. Vykdykite integruotų fotonų ir elektronų realizavimą, kad sumažintumėte dydį ir sudėtingumą.
4. Ištirkite sustiprintą šviesos sąveiką integruotose kvantinės mikrobangų fotoninės grandinėse.
5. Sujunkite kvantinės mikrobangų fotono technologiją su kitomis kylančiomis kvantinėmis technologijomis.
Pašto laikas: 2012-02-02