კვანტური მიკროტალღური ფოტონიკის ტექნოლოგიის გამოყენება

Quantum– ის გამოყენებამიკროტალღური ფოტონიკის ტექნოლოგია

სუსტი სიგნალის გამოვლენა
კვანტური მიკროტალღური ფოტონიკის ტექნოლოგიის ერთ -ერთი ყველაზე პერსპექტიული პროგრამა არის უკიდურესად სუსტი მიკროტალღური/RF სიგნალების გამოვლენა. ერთი ფოტონის გამოვლენის გამოყენებით, ეს სისტემები ბევრად უფრო მგრძნობიარეა, ვიდრე ტრადიციული მეთოდები. მაგალითად, მკვლევარებმა აჩვენეს კვანტური მიკროტალღური ფოტონური სისტემა, რომელსაც შეუძლია სიგნალების გამოვლენა, როგორც დაბალი, როგორც -112.8 DBM, ელექტრონული გამაძლიერებელი გარეშე. ეს ულტრა მაღალი მგრძნობელობა მას იდეალურ ხდის ისეთი პროგრამებისთვის, როგორიცაა ღრმა კოსმოსური კომუნიკაციები.

მიკროტალღური ფოტონიკასიგნალის დამუშავება
კვანტური მიკროტალღური ფოტონიკა ასევე ახორციელებს მაღალი სიჩქარის სიგნალის დამუშავების ფუნქციებს, როგორიცაა ფაზის შეცვლა და გაფილტვრა. დისპერსიული ოპტიკური ელემენტის გამოყენებით და სინათლის ტალღის სიგრძის რეგულირებით, მკვლევარებმა აჩვენეს ის ფაქტი, რომ RF ფაზა ცვლის 8 გჰც -მდე RF ფილტრაციის სიჩქარეს 8 გჰც -მდე. რაც მთავარია, ეს თვისებები ყველა მიიღწევა 3 გიგაჰერცის ელექტრონიკის გამოყენებით, რაც აჩვენებს, რომ შესრულება აღემატება გამტარობის ტრადიციულ ლიმიტებს

არა ადგილობრივი სიხშირე დროის რუქაზე
Quantum strunglement– ის მიერ წარმოქმნილი ერთი საინტერესო შესაძლებლობა არის დროულად არა ადგილობრივი სიხშირის რუქა. ამ ტექნიკას შეუძლია შეადგინოს უწყვეტი ტალღის ტუმბოს ერთჯერადი ფოტომასალის წყაროს სპექტრი დისტანციურ დომენზე დისტანციურ ადგილას. სისტემა იყენებს ჩახლართულ ფოტონის წყვილს, რომელშიც ერთი სხივი გადის სპექტრული ფილტრით, ხოლო მეორე გადის დისპერსიული ელემენტით. ჩახლართული ფოტონების სიხშირეზე დამოკიდებულების გამო, სპექტრული ფილტრაციის რეჟიმი რუკაზეა განლაგებული დროულად დომენთან.
სურათი 1 ასახავს ამ კონცეფციას:

ამ მეთოდს შეუძლია მიაღწიოს მოქნილ სპექტრალურ გაზომვას გაზომილი შუქის წყაროს უშუალოდ მანიპულირების გარეშე.

შეკუმშული სენსორული
კვანტურიმიკროტალღური ოპტიკურიტექნოლოგია ასევე გთავაზობთ ახალ მეთოდს ფართოზოლოვანი სიგნალების შეკუმშული სენსორობისთვის. კვანტური გამოვლენის დროს თანდაყოლილი შემთხვევითობის გამოყენებით, მკვლევარებმა აჩვენეს კვანტური შეკუმშული სენსორული სისტემა, რომელსაც შეუძლია გამოჯანმრთელება10 გიგაჰი რფსპექტრი. სისტემა ახდენს RF სიგნალის მოდულირებას თანმიმდევრული ფოტონის პოლარიზაციის მდგომარეობაში. ერთფოტონის გამოვლენა შემდეგ უზრუნველყოფს ბუნებრივი შემთხვევითი გაზომვის მატრიქსს შეკუმშული ზონდირებისთვის. ამ გზით, ფართოზოლოვანი სიგნალის აღდგენა შესაძლებელია Yarnyquist- ის შერჩევის სიჩქარით.

კვანტური გასაღების განაწილება
გარდა ტრადიციული მიკროტალღური ფოტონური პროგრამების გაძლიერების გარდა, კვანტურ ტექნოლოგიას ასევე შეუძლია გააუმჯობესოს კვანტური საკომუნიკაციო სისტემები, როგორიცაა კვანტური გასაღების განაწილება (QKD). მკვლევარებმა აჩვენეს სუბკარიერის მულტიპლექსის კვანტური საკვანძო განაწილება (SCM-QKD) მიკროტალღური ფოტონების ქვეკარატორის მულტიპლიკაციით კვანტური გასაღების განაწილების (QKD) სისტემაზე. ეს საშუალებას აძლევს მრავალჯერადი დამოუკიდებელი კვანტური კლავიშის გადაცემას სინათლის ერთი ტალღის სიგრძეზე, რითაც იზრდება სპექტრული ეფექტურობა.
სურათი 2 გვიჩვენებს ორმაგი გადამზიდავი SCM-QKD სისტემის კონცეფციას და ექსპერიმენტულ შედეგებს:

მიუხედავად იმისა, რომ კვანტური მიკროტალღური ფოტონიკის ტექნოლოგია პერსპექტიულია, ჯერ კიდევ არსებობს გარკვეული გამოწვევები:
1. რეალურ დროში შეზღუდული შესაძლებლობები: მიმდინარე სისტემა მოითხოვს დაგროვების უამრავ დროს სიგნალის რეკონსტრუქციისთვის.
2. ადიდების/ცალკეული სიგნალების გამკლავება: რეკონსტრუქციის სტატისტიკური ბუნება ზღუდავს მის გამოყენებას არა განმეორებით სიგნალებთან.
3. გადააკეთეთ რეალურ მიკროტალღურ ტალღაზე: დამატებითი ნაბიჯები საჭიროა რეკონსტრუქციული ჰისტოგრამის გამოსაყენებელ ტალღად გადაქცევად.
4. საჭიროა მოწყობილობის მახასიათებლები: საჭიროა კვანტური და მიკროტალღური ფოტონური მოწყობილობების ქცევის შემდგომი შესწავლა კომბინირებულ სისტემებში.
5. ინტეგრაცია: დღეს სისტემების უმეტესობა იყენებს ნაყარი დისკრეტული კომპონენტებს.

ამ გამოწვევების მოსაგვარებლად და დარგის წინსვლისთვის, ჩნდება მრავალი პერსპექტიული კვლევითი მიმართულება:
1. შეიმუშავეთ ახალი მეთოდები რეალურ დროში სიგნალის დამუშავებისა და ერთჯერადი გამოვლენისთვის.
2. შეისწავლეთ ახალი პროგრამები, რომლებიც იყენებენ მაღალ მგრძნობელობას, მაგალითად, თხევადი მიკროსფეროების გაზომვას.
3. განაგრძეთ ინტეგრირებული ფოტონებისა და ელექტრონების რეალიზაცია ზომისა და სირთულის შესამცირებლად.
4. შეისწავლეთ ინტეგრირებული კვანტური მიკროტალღური ფოტონური სქემების ინტეგრირებული კვანტური მიკროტალღური ფოტონური სქემები.
5. დააკავშირეთ კვანტური მიკროტალღური ფოტონის ტექნოლოგია სხვა განვითარებად კვანტურ ტექნოლოგიებთან.