Квантын мэдээллийн технологи нь квант механикт суурилсан мэдээллийн шинэ технологи бөгөөд үүнд агуулагдах физик мэдээллийг кодлож, тооцоолж, дамжуулдаг.квант систем.Квантын мэдээллийн технологийн хөгжил, хэрэглээ нь биднийг "квант эрин"-д авчирч, ажлын өндөр үр ашиг, илүү найдвартай харилцааны арга, илүү тохиромжтой, ногоон амьдралын хэв маягийг мэдрэх болно.
Квантын системүүдийн хоорондын харилцааны үр ашиг нь гэрэлтэй харьцах чадвараас хамаардаг.Гэсэн хэдий ч оптикийн квант шинж чанарыг бүрэн ашиглаж чадах материалыг олоход маш хэцүү байдаг.
Саяхан Парисын Химийн хүрээлэн болон Карлсруэгийн Технологийн хүрээлэнгийн судалгааны баг хамтран газрын ховор элементийн европийн ион (Eu³ +) дээр суурилсан молекулын талстыг оптикийн квант системд ашиглах боломжийг харуулсан.Энэхүү Eu³ + молекул талстаас ялгарах хэт нарийн шугамын өргөн нь гэрэлтэй үр дүнтэй харилцан үйлчлэлцэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь чухал ач холбогдолтой болохыг олж мэдсэн.квант харилцаа холбооба квант тооцоолол.
Зураг 1: Газрын ховор элементийн европийн молекул талст дээр суурилсан квант холбоо
Квантын төлөвийг давхарлаж болох тул квант мэдээллийг давхарлаж болно.Нэг кубит нь 0-ээс 1 хүртэлх олон янзын төлөвийг нэгэн зэрэг төлөөлж, өгөгдлийг багц хэлбэрээр зэрэгцүүлэн боловсруулах боломжийг олгодог.Үүний үр дүнд квант компьютеруудын тооцоолох хүчин чадал уламжлалт дижитал компьютертэй харьцуулахад экспоненциалаар нэмэгдэх болно.Гэсэн хэдий ч тооцооллын үйлдлүүдийг гүйцэтгэхийн тулд кубитуудын суперпозиция нь тодорхой хугацааны туршид тогтвортой байх ёстой.Квант механикийн хувьд тогтвортой байдлын энэ үеийг уялдаа холбоотой амьдралын хугацаа гэж нэрлэдэг.Цөмийн эргэлтэд хүрээлэн буй орчны нөлөөллийг үр дүнтэй хамгаалдаг тул нарийн төвөгтэй молекулуудын цөмийн эргэлтүүд нь удаан хугацааны хуурай амьдрах чадвартай суперпозиция төлөвт хүрч чаддаг.
Газрын ховор ион ба молекулын талстууд нь квант технологид ашиглагдаж ирсэн хоёр систем юм.Газрын ховор ионууд нь маш сайн оптик болон эргэх шинж чанартай боловч тэдгээрийг нэгтгэхэд хэцүү байдагоптик төхөөрөмж.Молекулын талстуудыг нэгтгэх нь илүү хялбар боловч цацрагийн зурвас нь хэт өргөн учраас ээрэх болон гэрлийн хооронд найдвартай холболт тогтооход хэцүү байдаг.
Энэхүү ажилд боловсруулсан газрын ховор молекул талстууд нь лазерын өдөөлтөөр Eu³ + нь цөмийн эргэлтийн тухай мэдээлэл агуулсан фотоныг ялгаруулж чаддагаараа хоёулангийнх нь давуу талыг хослуулсан.Тусгай лазер туршилтаар дамжуулан үр ашигтай оптик/цөмийн эргэх интерфэйсийг үүсгэж болно.Үүний үндсэн дээр судлаачид цөмийн спингийн түвшний хаяглалт, фотонуудын уялдаа холбоотой хадгалалт, анхны квант үйлдлийг гүйцэтгэсэн.
Үр дүнтэй квант тооцоолохын тулд ихэвчлэн орооцолдсон олон кубит шаардлагатай байдаг.Судлаачид дээрх молекулын талст дахь Eu³ + нь төөрөлдсөн цахилгаан талбайн холболтоор квантын орооцолдолд хүрч, улмаар квант мэдээлэл боловсруулах боломжтой болохыг харуулсан.Молекулын талстууд нь газрын ховор ионуудыг агуулдаг тул харьцангуй өндөр кубит нягтыг олж авах боломжтой.
Квантын тооцооллын өөр нэг шаардлага бол бие даасан кубитуудын хаягжилт юм.Энэ ажлын оптик хаяглалтын техник нь унших хурдыг сайжруулж, хэлхээний дохионы хөндлөнгийн оролцооноос сэргийлж чадна.Өмнөх судалгаатай харьцуулахад энэ ажилд дурдсан Eu³ + молекул талстуудын оптик уялдаа холбоо нь ойролцоогоор мянга дахин сайжирсан тул цөмийн эргэлтийн төлөвийг тодорхой аргаар оптик байдлаар удирдах боломжтой болсон.
Оптик дохио нь алсын зайн квант мэдээлэл түгээх квант компьютеруудыг холбосон квант холболтод тохиромжтой.Гэрэлтэгч дохиог сайжруулахын тулд шинэ Eu³ + молекул талстуудыг фотоник бүтцэд нэгтгэх талаар цаашид анхаарч үзэх хэрэгтэй.Энэхүү ажил нь газрын ховор молекулуудыг квант интернетийн үндэс болгон ашиглаж, ирээдүйн квант холбооны архитектурт чухал алхам хийж байна.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 1-р сарын 02-ны хооронд