ڪوانٽم ڪميونيڪيشن: ماليڪيولز، ناياب زمينون ۽ بصري

ڪوانٽم انفارميشن ٽيڪنالاجي هڪ نئين انفارميشن ٽيڪنالاجي آهي جيڪا ڪوانٽم ميڪانڪس تي ٻڌل آهي، جيڪا انڪوڊ ڪري ٿي، ڪمپيوٽي ڪري ٿي ۽ منتقل ڪري ٿي.مقدار جو نظام. ڪوانٽم انفارميشن ٽيڪنالاجي جي ترقي ۽ ايپليڪيشن اسان کي "ڪانٽم عمر" ۾ آڻيندي، ۽ اعلي ڪم ڪارڪردگي، وڌيڪ محفوظ مواصلاتي طريقا ۽ وڌيڪ آسان ۽ سبز طرز زندگي جو احساس ڪندي.

ڪوانٽم سسٽم جي وچ ۾ رابطي جي ڪارڪردگي جو دارومدار انهن جي روشني سان رابطو ڪرڻ جي صلاحيت تي آهي. بهرحال، اهڙو مواد ڳولڻ تمام ڏکيو آهي جيڪو آپٽيڪل جي مقدار جي خاصيتن جو پورو فائدو وٺي سگهي.

تازو، پئرس ۾ انسٽيٽيوٽ آف ڪيمسٽري ۾ هڪ تحقيقي ٽيم ۽ ڪارلسروه انسٽيٽيوٽ آف ٽيڪنالاجي گڏجي هڪ سالماتي ڪرسٽل جي صلاحيت جو مظاهرو ڪيو جنهن جي بنياد تي نادر زمين يوروپيم آئنز (Eu³ +) آپٽيڪل جي ڪوانٽم سسٽم ۾ ايپليڪيشنن لاءِ. هنن معلوم ڪيو ته هن Eu³ + ماليڪيولر کرسٽل جو الٽرا تنگ ليڪ ويڊٿ اخراج روشنيءَ سان موثر رابطي کي قابل بڻائي ٿو ۽ ان ۾ اهم اهميت رکي ٿو.مقدار ڪميونيڪيشن۽ ڪوانٽم ڪمپيوٽنگ.

شڪل 1: ڪوانٽم ڪميونيڪيشن ناياب زمين يوروپيم ماليڪيولر ڪرسٽل تي ٻڌل آهي

ڪوانٽم رياستن کي سپرمپوز ڪري سگهجي ٿو، تنهنڪري مقدار جي معلومات کي سپرمپوز ڪري سگهجي ٿو. هڪ واحد qubit هڪ ئي وقت 0 ۽ 1 جي وچ ۾ مختلف رياستن جي نمائندگي ڪري سگهي ٿو، ڊيٽا کي بيچ ۾ متوازي ۾ پروسيس ٿيڻ جي اجازت ڏئي ٿو. نتيجي طور، ڪوانٽم ڪمپيوٽرن جي ڪمپيوٽنگ پاور روايتي ڊجيٽل ڪمپيوٽرن جي مقابلي ۾ تيزيء سان وڌي ويندي. بهرحال، ڪمپيوٽيشنل آپريشنز کي انجام ڏيڻ لاءِ، qubits جو سپرپوزيشن لازمي طور تي وقت جي هڪ عرصي تائين جاري رهڻ جي قابل هوندو. quantum mechanics ۾، استحڪام جي هن دور کي coherence lifetime طور سڃاتو وڃي ٿو. پيچيده ماليڪيولن جا ايٽمي اسپن ڊگھي خشڪ حياتيءَ سان سپر پوزيشن رياستون حاصل ڪري سگھن ٿا ڇاڪاڻ ته ايٽمي اسپن تي ماحول جو اثر مؤثر طور تي محفوظ ڪيو ويندو آهي.

نادر زمين آئنز ۽ ماليڪيولر ڪرسٽل ٻه سسٽم آهن جيڪي ڪوانٽم ٽيڪنالاجي ۾ استعمال ڪيا ويا آهن. ناياب زمين جي آئن ۾ بهترين بصري ۽ اسپن خاصيتون آهن، پر انهن ۾ ضم ٿيڻ ڏکيو آهيبصري ڊوائيسز. ماليڪيولر ڪرسٽل کي ضم ڪرڻ آسان آهي، پر اسپن ۽ روشني جي وچ ۾ قابل اعتماد ڪنيڪشن قائم ڪرڻ ڏکيو آهي ڇو ته اخراج بينڊ تمام وسيع آهن.

هن ڪم ۾ تيار ڪيل ناياب زمين ماليڪيولر ڪرسٽل صاف طور تي ٻنهي جي فائدن کي گڏ ڪن ٿا، ليزر اتساهه جي تحت، Eu³ + ايٽمي اسپن بابت معلومات کڻندڙ فوٽن کي خارج ڪري سگهي ٿو. مخصوص ليزر تجربن ذريعي، هڪ موثر آپٽيڪل/ايٽمي اسپن انٽرفيس ٺاهي سگهجي ٿو. ان بنياد تي، محققن وڌيڪ محسوس ڪيو ايٽمي اسپن جي سطح جو پتو لڳائڻ، فوٽونز جي مربوط اسٽوريج، ۽ پهرين ڪوانٽم آپريشن جي عمل کي.

موثر ڪوانٽم ڪمپيوٽنگ لاءِ، گھڻا entangled qubits عام طور تي گھربل آھن. محققن اهو ظاهر ڪيو آهي ته Eu³ + مٿين ماليڪيولر ڪرسٽل ۾ ڪوانٽم entanglement حاصل ڪري سگھن ٿا گمراهه برقي فيلڊ ڪوپلنگ ذريعي، اهڙي طرح ڪوانٽم انفارميشن پروسيسنگ کي چالو ڪري ٿو. ڇاڪاڻ ته ماليڪيولر ڪرسٽل ڪيترن ئي ناياب زمين جي آئن تي مشتمل آهن، نسبتا اعلي qubit کثافت حاصل ڪري سگهجي ٿي.

ڪوانٽم ڪمپيوٽنگ لاءِ هڪ ٻي گهرج آهي انفرادي ڪوبٽس جي ايڊريس ايبلٽي. هن ڪم ۾ آپٽيڪل ايڊريسنگ ٽيڪنڪ پڙهڻ جي رفتار کي بهتر ڪري سگهي ٿي ۽ سرڪٽ سگنل جي مداخلت کي روڪي سگهي ٿي. پوئين اڀياس جي مقابلي ۾، هن ڪم ۾ ٻڌايو ويو آهي Eu³ + ماليڪيولر ڪرسٽل جي نظرياتي مطابقت اٽڪل هڪ هزار ڀيرا بهتر ٿي وئي آهي، انهي ڪري ته ايٽمي اسپين رياستن کي نظرياتي طور تي هڪ خاص طريقي سان ترتيب ڏئي سگهجي ٿو.

آپٽيڪل سگنل ڊگھي فاصلي جي ڪوانٽم معلومات جي ورڇ لاءِ به موزون آهن ته جيئن ڪوانٽم ڪمپيوٽرن کي ريموٽ ڪوانٽم ڪميونيڪيشن سان ڳنڍجي. روشنيءَ واري سگنل کي وڌائڻ لاءِ فوٽونڪ ڍانچي ۾ نئين Eu³ + ماليڪيولر ڪرسٽل جي انضمام تي وڌيڪ ڌيان ڏئي سگهجي ٿو. هي ڪم ناياب زمين جي ماليڪيولز کي ڪائونٽم انٽرنيٽ جي بنياد طور استعمال ڪري ٿو، ۽ مستقبل جي ڪوانٽم ڪميونيڪيشن آرڪيٽيڪچر جي طرف هڪ اهم قدم کڻندو آهي.