Кванттық ақпараттық технология – кванттық механикаға негізделген жаңа ақпараттық технология, ол құрамындағы физикалық ақпаратты кодтайды, есептейді және жібереді.кванттық жүйе.Кванттық ақпараттық технологияларды дамыту және қолдану бізді «кванттық ғасырға» әкеледі және жұмыстың жоғары тиімділігін, қауіпсіз байланыс әдістерін және ыңғайлы және жасыл өмір салтын жүзеге асырады.
Кванттық жүйелер арасындағы байланыстың тиімділігі олардың жарықпен әрекеттесу қабілетіне байланысты.Дегенмен, оптиканың кванттық қасиеттерін толық пайдалана алатын материалды табу өте қиын.
Жақында Париждегі Химия институтының және Карлсруэ технологиялық институтының зерттеу тобы бірігіп оптиканың кванттық жүйелерінде қолдану үшін сирек жердегі еуропиум иондарына (Eu³ +) негізделген молекулалық кристалдың әлеуетін көрсетті.Олар бұл Eu³ + молекулалық кристалының ультра тар сызықты эмиссиясы жарықпен тиімді әрекеттесуге мүмкіндік беретінін және маңызды мәнге ие екенін анықтады.кванттық байланысжәне кванттық есептеулер.
1-сурет: Сирек кездесетін жер еуропиумының молекулалық кристалдарына негізделген кванттық байланыс
Кванттық күйлерді үстіне қоюға болады, сондықтан кванттық ақпаратты үстіне қоюға болады.Жалғыз кубит бір уақытта 0 мен 1 арасындағы әртүрлі күйлерді көрсете алады, бұл деректерді пакеттерде параллельді өңдеуге мүмкіндік береді.Нәтижесінде кванттық компьютерлердің есептеу қуаты дәстүрлі цифрлық компьютерлермен салыстырғанда экспоненциалды түрде артады.Дегенмен, есептеу операцияларын орындау үшін кубиттердің суперпозициясы белгілі бір уақыт аралығында тұрақты түрде сақталуы керек.Кванттық механикада бұл тұрақтылық кезеңі когеренттік өмір уақыты деп аталады.Күрделі молекулалардың ядролық спиндері ұзақ құрғақ өмір сүретін суперпозиция күйлеріне қол жеткізе алады, өйткені ядролық спиндерге қоршаған ортаның әсері тиімді түрде қорғалған.
Сирек жер иондары мен молекулалық кристалдар - кванттық технологияда қолданылған екі жүйе.Сирек жер иондары тамаша оптикалық және спиндік қасиеттерге ие, бірақ оларды біріктіру қиыноптикалық құрылғылар.Молекулярлық кристалдарды біріктіру оңай, бірақ спин мен жарық арасында сенімді байланыс орнату қиын, өйткені эмиссия жолақтары тым кең.
Бұл жұмыста жасалған сирек жердің молекулалық кристалдары лазерлік қозу кезінде Eu³ + ядролық спин туралы ақпаратты тасымалдайтын фотондарды шығара алатындықтан, екеуінің де артықшылықтарын біріктіреді.Арнайы лазерлік тәжірибелер арқылы тиімді оптикалық/ядролық айналдыру интерфейсін жасауға болады.Осы негізде зерттеушілер ядролық спин деңгейін адрестеуді, фотондарды когерентті сақтауды және бірінші кванттық операцияны орындауды жүзеге асырды.
Тиімді кванттық есептеулер үшін әдетте бірнеше шатасқан кубиттер қажет.Зерттеушілер жоғарыда аталған молекулалық кристалдардағы Eu³ + адасушы электр өрісінің байланысы арқылы кванттық түйісуге қол жеткізе алатынын көрсетті, осылайша кванттық ақпаратты өңдеуге мүмкіндік береді.Молекулалық кристалдарда сирек жердің бірнеше иондары болғандықтан, салыстырмалы түрде жоғары кубит тығыздығына қол жеткізуге болады.
Кванттық есептеулердің тағы бір талабы - жеке кубиттердің адрестілігі.Бұл жұмыстағы оптикалық адрестеу әдісі оқу жылдамдығын жақсарта алады және тізбек сигналының кедергісін болдырмайды.Алдыңғы зерттеулермен салыстырғанда, бұл жұмыста көрсетілген Eu³ + молекулалық кристалдарының оптикалық когеренттігі шамамен мың есе жақсарды, осылайша ядролық спин күйлерін оптикалық түрде белгілі бір жолмен басқаруға болады.
Оптикалық сигналдар қашықтағы кванттық байланыс үшін кванттық компьютерлерді қосу үшін алыс қашықтыққа кванттық ақпаратты тарату үшін де қолайлы.Жарық сигналын күшейту үшін фотондық құрылымға жаңа Eu³ + молекулалық кристалдарын біріктіруді қосымша қарастыруға болады.Бұл жұмыс кванттық Интернет үшін негіз ретінде сирек жер молекулаларын пайдаланады және болашақ кванттық коммуникация архитектурасына маңызды қадам жасайды.
Жіберу уақыты: 02.02.2024 ж