Квант богино долгионы фотоникийн технологийн хэрэглээ

Квантын хэрэглээбогино долгионы фотоникийн технологи

Сул дохио илрүүлэх
Квант богино долгионы фотоникийн технологийн хамгийн ирээдүйтэй хэрэглээний нэг бол маш сул богино долгионы/RF дохиог илрүүлэх явдал юм. Ганц фотоны илрүүлэлтийг ашигласнаар эдгээр системүүд нь уламжлалт аргуудаас хамаагүй илүү мэдрэмтгий байдаг. Жишээлбэл, судлаачид ямар ч электрон өсгөлтгүйгээр -112.8 дБм хүртэлх бага дохиог илрүүлж чаддаг квант богино долгионы фотоник системийг харуулсан. Энэхүү хэт өндөр мэдрэг чанар нь үүнийг гүний сансрын холбоо зэрэг хэрэглээнд тохиромжтой болгодог.

Бичил долгионы фотоникдохио боловсруулах
Квант богино долгионы фотоник нь фазын шилжилт болон шүүлтүүр зэрэг өндөр зурвасын өргөнтэй дохио боловсруулах функцуудыг хэрэгжүүлдэг. Тархалтын оптик элементийг ашиглан гэрлийн долгионы уртыг тохируулснаар судлаачид RF фаз нь 8 GHz хүртэл RF шүүлтүүрийн зурвасын өргөнийг 8 GHz хүртэл шилжүүлдэг болохыг харуулсан. Хамгийн чухал нь эдгээр бүх функцийг 3 GHz электроник ашиглан хэрэгжүүлдэг бөгөөд энэ нь гүйцэтгэл нь уламжлалт зурвасын өргөний хязгаараас давсан болохыг харуулж байна.

Орон нутгийн бус давтамжийн цагийн зураглал
Квант орооцолдолтоос үүдэлтэй нэг сонирхолтой чадвар бол орон нутгийн бус давтамжийг цаг хугацаанд зураглах явдал юм. Энэ арга нь тасралтгүй долгионоор шахагдсан дан фотон эх үүсвэрийн спектрийг алслагдсан байршилд байрлах цагийн домэйнд зураглаж чаддаг. Систем нь нэг цацраг нь спектрийн шүүлтүүрээр, нөгөө нь тархалтын элементээр дамждаг орооцолдсон фотон хосуудыг ашигладаг. Ороцолдсон фотонуудын давтамжаас хамааралтай байдлаас шалтгаалан спектрийн шүүлтүүрийн горимыг орон нутгийн бус байдлаар цагийн домэйнд зурагладаг.
Зураг 1-т энэ ойлголтыг харуулав:

Энэ арга нь хэмжсэн гэрлийн эх үүсвэрийг шууд өөрчлөхгүйгээр уян хатан спектрийн хэмжилтийг хийж чадна.

Шахагдсан мэдрэгч
Квантбогино долгионы оптиктехнологи нь өргөн зурвасын дохиог шахаж мэдрэх шинэ аргыг санал болгож байна. Квант илрүүлэлтийн төрөлхийн санамсаргүй байдлыг ашиглан судлаачид сэргээх чадвартай квант шахаж мэдрэх системийг харуулсан.10 GHz RFспектрүүд. Систем нь RF дохиог когерент фотоны туйлшралын төлөвт тохируулдаг. Дараа нь дан фотон илрүүлэлт нь шахагдсан мэдрэгчийн байгалийн санамсаргүй хэмжилтийн матрицыг өгдөг. Ийм байдлаар өргөн зурвасын дохиог Ярниквистийн түүвэрлэлтийн хурдаар сэргээж болно.

Квант түлхүүрийн тархалт
Уламжлалт богино долгионы фотоник хэрэглээг сайжруулахаас гадна квант технологи нь квант түлхүүрийн тархалт (QKD) зэрэг квант холбооны системийг сайжруулж чадна. Судлаачид богино долгионы фотоны дэд тээвэрлэгчийг квант түлхүүрийн тархалт (QKD) системд мультиплекслэх замаар дэд тээвэрлэгчийн мультиплекс квант түлхүүрийн тархалтыг (SCM-QKD) харуулсан. Энэ нь олон бие даасан квант түлхүүрийг гэрлийн нэг долгионы уртаар дамжуулах боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр спектрийн үр ашгийг нэмэгдүүлдэг.
Зураг 2-т хос тээвэрлэгч SCM-QKD системийн концепц болон туршилтын үр дүнг харуулав:

Квант богино долгионы фотоникийн технологи ирээдүйтэй байгаа ч зарим бэрхшээлүүд байсаар байна:
1. Бодит цагийн хязгаарлагдмал чадавхи: Одоогийн систем нь дохиог сэргээн босгоход маш их хуримтлалын хугацаа шаарддаг.
2. Тэсрэлт/дан дохионуудтай харьцахад бэрхшээлтэй байдал: Сэргээн босголтын статистик шинж чанар нь давтагдахгүй дохионуудад хэрэглэх боломжийг хязгаарладаг.
3. Бодит богино долгионы долгионы хэлбэрт хөрвүүлэх: Сэргээгдсэн гистограммыг ашиглах боломжтой долгионы хэлбэрт хөрвүүлэхийн тулд нэмэлт алхмууд шаардлагатай.
4. Төхөөрөмжийн шинж чанар: Хосолсон систем дэх квант болон богино долгионы фотоник төхөөрөмжүүдийн зан төлөвийг цаашид судлах шаардлагатай байна.
5. Интеграци: Өнөө үед ихэнх системүүд том хэмжээтэй, салангид бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашигладаг.

Эдгээр бэрхшээлийг шийдвэрлэх, энэ салбарыг хөгжүүлэхийн тулд хэд хэдэн ирээдүйтэй судалгааны чиглэлүүд гарч ирж байна:
1. Бодит цагийн дохио боловсруулах болон дангаар илрүүлэх шинэ аргуудыг боловсруулах.
2. Шингэний микросферийн хэмжилт гэх мэт өндөр мэдрэмжийг ашигладаг шинэ хэрэглээг судлах.
3. Хэмжээ болон нарийн төвөгтэй байдлыг багасгахын тулд интегралчилсан фотон ба электронуудыг хэрэгжүүлэхийг эрмэлзэх.
4. Интеграл квант богино долгионы фотоник хэлхээнд гэрэл-матери харилцан үйлчлэлийг сайжруулахыг судлах.
5. Квант богино долгионы фотоны технологийг бусад шинээр гарч ирж буй квант технологиудтай хослуулах.