Квантната информатичка технологија е нова информатичка технологија заснована на квантната механика, која ги кодира, пресметува и пренесува физичките информации содржани воквантен систем. Развојот и примената на квантната информатичка технологија ќе нè доведе во „квантна ера“ и ќе постигнеме поголема работна ефикасност, посигурни методи на комуникација и поудобен и зелен начин на живот.
Ефикасноста на комуникацијата помеѓу квантните системи зависи од нивната способност да комуницираат со светлината. Сепак, многу е тешко да се најде материјал кој може целосно да ги искористи квантните својства на оптичките.
Неодамна, истражувачки тим од Институтот за хемија во Париз и Институтот за технологија во Карлсруе заедно го демонстрираа потенцијалот на молекуларниот кристал базиран на јони на европиум од ретки земји (Eu³ +) за примена во квантни системи на оптички. Тие открија дека емисијата со ултра тесна ширина на линијата на овој молекуларен кристал Eu³ + овозможува ефикасна интеракција со светлината и има важна вредност воквантна комуникацијаи квантно пресметување.
Слика 1: Квантна комуникација базирана на молекуларни кристали на европиум од ретка земја
Квантните состојби можат да бидат надредени, така што квантните информации можат да бидат надредени. Еден кјубит може истовремено да претставува разновидни различни состојби помеѓу 0 и 1, дозволувајќи им на податоците да се обработуваат паралелно во серии. Како резултат на тоа, компјутерската моќ на квантните компјутери ќе се зголеми експоненцијално во споредба со традиционалните дигитални компјутери. Меѓутоа, за да се извршат пресметковни операции, суперпозицијата на кубитите мора да биде способна да опстојува стабилно одреден временски период. Во квантната механика, овој период на стабилност е познат како животен век на кохерентност. Нуклеарните вртења на сложените молекули можат да постигнат состојби на суперпозиција со долг сув век на траење бидејќи влијанието на околината врз нуклеарните вртења е ефикасно заштитено.
Јоните на ретки земји и молекуларните кристали се два системи што се користат во квантната технологија. Јоните на ретки земји имаат одлични оптички својства и својства на центрифугирање, но тешко е да се интегрираат во нивоптички уреди. Молекуларните кристали полесно се интегрираат, но тешко е да се воспостави сигурна врска помеѓу центрифугата и светлината бидејќи опсегот на емисија се премногу широки.
Молекуларните кристали на ретките земји развиени во оваа работа уредно ги комбинираат предностите на двете во тоа што, под ласерско возбудување, Eu³ + може да емитува фотони кои носат информации за нуклеарното вртење. Преку специфични ласерски експерименти, може да се генерира ефикасен оптички/нуклеарен интерфејс. Врз основа на ова, истражувачите дополнително сфатија адресирање на ниво на нуклеарно вртење, кохерентно складирање на фотони и извршување на првата квантна операција.
За ефикасно квантно пресметување, обично се потребни повеќе заплеткани кубити. Истражувачите покажаа дека Eu³ + во горенаведените молекуларни кристали може да постигне квантно заплеткување преку спојување на заскитаното електрично поле, со што се овозможува квантна обработка на информации. Бидејќи молекуларните кристали содржат повеќе ретки земјени јони, може да се постигнат релативно високи густини на кубити.
Друг услов за квантно пресметување е адреспособноста на поединечни кјубити. Техниката за оптичко адресирање во оваа работа може да ја подобри брзината на читање и да спречи пречки на сигналот на колото. Во споредба со претходните студии, оптичката кохерентност на молекуларните кристали Eu³ + пријавени во оваа работа е подобрена за околу илјада пати, така што состојбите на нуклеарното вртење можат оптички да се манипулираат на специфичен начин.
Оптичките сигнали се исто така погодни за дистрибуција на квантни информации на долги растојанија за поврзување на квантни компјутери за далечинска квантна комуникација. Дополнително размислување може да се даде на интеграцијата на новите молекуларни кристали Eu³ + во фотониската структура за да се подобри прозрачниот сигнал. Ова дело користи молекули на ретки земји како основа за квантен Интернет и прави важен чекор кон идните архитектури за квантна комуникација.
Време на објавување: јануари-02-2024 година