Квант мэдээллийн технологи нь квант механикт суурилсан шинэ мэдээллийн технологи бөгөөд агуулагдаж буй физик мэдээллийг кодлох, тооцоолох, дамжуулах үйл ажиллагааг явуулдаг.квант системКвант мэдээллийн технологийн хөгжил, хэрэглээ нь биднийг "квант эрин үе"-д оруулж, ажлын үр ашгийг дээшлүүлэх, харилцаа холбооны илүү аюулгүй аргууд, илүү тохиромжтой, ногоон амьдралын хэв маягийг бий болгох болно.
Квант системүүдийн хоорондох холбооны үр ашиг нь тэдгээрийн гэрэлтэй харилцан үйлчлэх чадвараас хамаарна. Гэсэн хэдий ч оптикийн квант шинж чанарыг бүрэн ашиглах боломжтой материалыг олоход маш хэцүү байдаг.
Саяхан Парисын Химийн хүрээлэн болон Карлсруэ Технологийн хүрээлэнгийн судалгааны баг хамтран ховор шороон европиум ион (Eu³+) дээр суурилсан молекулын болорыг квант оптик системд хэрэглэх боломжийг харуулсан. Тэд энэхүү Eu³+ молекулын болорын хэт нарийн шугаман өргөн ялгаруулалт нь гэрэлтэй үр ашигтай харилцан үйлчлэлцэх боломжийг олгодог бөгөөд чухал ач холбогдолтой болохыг тогтоожээ.квант харилцаа холбооболон квант тооцоолол.
Зураг 1: Ховор шороон европиум молекулын талстууд дээр суурилсан квант холбоо
Квант төлөвүүдийг давхарлаж болох тул квант мэдээллийг давхарлаж болно. Ганц кубит нь 0-ээс 1 хүртэлх янз бүрийн төлөвийг нэгэн зэрэг илэрхийлж, өгөгдлийг багцаар зэрэгцээ боловсруулах боломжийг олгодог. Үүний үр дүнд квант компьютерын тооцоолох хүч нь уламжлалт дижитал компьютеруудтай харьцуулахад экспоненциал байдлаар нэмэгдэх болно. Гэсэн хэдий ч тооцооллын үйлдлийг гүйцэтгэхийн тулд кубитуудын давхар байршил нь тодорхой хугацаанд тогтвортой байх ёстой. Квант механикт энэхүү тогтвортой байдлын хугацааг когерент хугацаа гэж нэрлэдэг. Цөмийн спинүүдэд хүрээлэн буй орчны нөлөөллийг үр дүнтэй хамгаалдаг тул нарийн төвөгтэй молекулуудын цөмийн спинүүд нь урт хуурай хугацаатай давхар байршлын төлөвт хүрч чаддаг.
Ховор шороон ионууд болон молекулын талстууд нь квант технологид ашиглагдаж ирсэн хоёр систем юм. Ховор шороон ионууд нь маш сайн оптик болон спин шинж чанартай боловч тэдгээрийг нэгтгэхэд хэцүү байдаг.оптик төхөөрөмжүүдМолекулын талстуудыг нэгтгэхэд илүү хялбар боловч ялгаралтын зурвасууд хэт өргөн тул спин ба гэрлийн хооронд найдвартай холбоо тогтооход хэцүү байдаг.
Энэхүү бүтээлд боловсруулсан ховор шороон молекулын талстууд нь хоёулангийнх нь давуу талыг хослуулсан бөгөөд лазерын өдөөлтийн дор Eu³+ нь цөмийн спинийн талаарх мэдээллийг агуулсан фотонуудыг ялгаруулж чаддаг. Тодорхой лазер туршилтаар дамжуулан үр ашигтай оптик/цөмийн спинийн интерфэйсийг бий болгож болно. Үүний үндсэн дээр судлаачид цөмийн спинийн түвшний хаяглалт, фотонуудын когерент хадгалалт, анхны квант үйлдлийн гүйцэтгэлийг цаашид олсон.
Үр ашигтай квант тооцооллын хувьд олон орооцолдсон кубитууд ихэвчлэн шаардлагатай байдаг. Судлаачид дээрх молекулын талстууд дахь Eu³+ нь тэнэмэл цахилгаан орны холболтоор квант орооцолдож, улмаар квант мэдээлэл боловсруулах боломжийг олгодог болохыг харуулсан. Молекулын талстууд нь олон тооны ховор шороон ионуудыг агуулдаг тул харьцангуй өндөр кубитын нягтралд хүрч болно.
Квант тооцооллын өөр нэг шаардлага бол кубит тус бүрийн хаяглагдах чадвар юм. Энэхүү бүтээлд ашигласан оптик хаяглалтын техник нь унших хурдыг сайжруулж, хэлхээний дохионы хөндлөнгийн оролцооноос урьдчилан сэргийлэх боломжтой. Өмнөх судалгаануудтай харьцуулахад энэхүү бүтээлд мэдээлэгдсэн Eu³ + молекулын талстуудын оптик когерент байдлыг ойролцоогоор мянга дахин сайжруулсан тул цөмийн спинийн төлөвийг тодорхой аргаар оптик аргаар удирдах боломжтой болсон.
Оптик дохио нь квант компьютеруудыг холбож, алсын зайн квант мэдээлэл түгээхэд тохиромжтой бөгөөд алсын зайн квант холбоо барихад зориулагдсан. Гэрэлтүүлгийн дохиог сайжруулахын тулд фотоны бүтцэд шинэ Eu³ + молекулын талстуудыг нэгтгэх талаар цаашид авч үзэж болно. Энэхүү бүтээл нь ховор шороон молекулуудыг квант интернетийн үндэс болгон ашиглаж, ирээдүйн квант холбооны архитектурын чиглэлд чухал алхам хийж байна.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 1-р сарын 2