ڪوانٽم ڪميونيڪيشن: ماليڪيول، ناياب زمينون ۽ آپٽيڪل

ڪوانٽم انفارميشن ٽيڪنالاجي هڪ نئين انفارميشن ٽيڪنالاجي آهي جيڪا ڪوانٽم ميڪينڪس تي ٻڌل آهي، جيڪا انڪوڊ ڪري ٿي، حساب ڪري ٿي ۽ جسماني معلومات کي منتقل ڪري ٿي.ڪوانٽم سسٽم. ڪوانٽم انفارميشن ٽيڪنالاجي جي ترقي ۽ استعمال اسان کي "ڪوانٽم ايج" ۾ آڻيندو، ۽ اعليٰ ڪم جي ڪارڪردگي، وڌيڪ محفوظ رابطي جا طريقا ۽ وڌيڪ آسان ۽ سبز طرز زندگي جو احساس ڏياريندو.

ڪوانٽم سسٽم جي وچ ۾ رابطي جي ڪارڪردگي روشني سان رابطي جي صلاحيت تي منحصر آهي. جڏهن ته، اهڙو مواد ڳولڻ تمام ڏکيو آهي جيڪو آپٽيڪل جي ڪوانٽم خاصيتن جو پورو فائدو وٺي سگهي.

تازو، پيرس ۾ انسٽيٽيوٽ آف ڪيمسٽري ۽ ڪارلسروه انسٽيٽيوٽ آف ٽيڪنالاجي جي هڪ ريسرچ ٽيم گڏجي ناياب زمين يوروپيم آئنز (Eu³ +) تي ٻڌل ماليڪيولر ڪرسٽل جي صلاحيت جو مظاهرو ڪيو آهي ته جيئن آپٽيڪل جي ڪوانٽم سسٽم ۾ ايپليڪيشنون ٿي سگهن. انهن ڏٺو ته هن Eu³ + ماليڪيولر ڪرسٽل جو الٽرا نارو لائين ويڊٿ اخراج روشني سان موثر رابطي کي قابل بڻائي ٿو ۽ ان ۾ اهم قدر آهي.ڪوانٽم ڪميونيڪيشن۽ ڪوانٽم ڪمپيوٽنگ.

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

ڪوانٽم رياستن کي سپر امپوز ڪري سگهجي ٿو، تنهنڪري ڪوانٽم معلومات کي سپر امپوز ڪري سگهجي ٿو. هڪ واحد ڪيوبٽ هڪ ئي وقت 0 ۽ 1 جي وچ ۾ مختلف رياستن جي نمائندگي ڪري سگهي ٿو، ڊيٽا کي بيچ ۾ متوازي طور تي پروسيس ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو. نتيجي طور، ڪوانٽم ڪمپيوٽرن جي ڪمپيوٽنگ طاقت روايتي ڊجيٽل ڪمپيوٽرن جي مقابلي ۾ تيزيءَ سان وڌي ويندي. بهرحال، ڪمپيوٽيشنل آپريشن ڪرڻ لاءِ، ڪيوبٽس جي سپر پوزيشن کي هڪ عرصي تائين مسلسل برقرار رهڻ جي قابل هجڻ گهرجي. ڪوانٽم ميڪينڪس ۾، استحڪام جي هن دور کي هم آهنگي جي زندگي جي نالي سان سڃاتو وڃي ٿو. پيچيده ماليڪيولن جا نيوڪليئر اسپن ڊگهي خشڪ زندگي سان سپر پوزيشن اسٽيٽس حاصل ڪري سگهن ٿا ڇاڪاڻ ته نيوڪليئر اسپن تي ماحول جو اثر مؤثر طريقي سان محفوظ آهي.

ناياب زمين آئن ۽ ماليڪيولر ڪرسٽل ٻه نظام آهن جيڪي ڪوانٽم ٽيڪنالاجي ۾ استعمال ڪيا ويا آهن. ناياب زمين آئن ۾ بهترين آپٽيڪل ۽ اسپن خاصيتون آهن، پر انهن کي ضم ڪرڻ ڏکيو آهي.آپٽيڪل ڊوائيسز. ماليڪيولر ڪرسٽل ضم ڪرڻ آسان آهن، پر اسپن ۽ روشني جي وچ ۾ هڪ قابل اعتماد ڪنيڪشن قائم ڪرڻ ڏکيو آهي ڇاڪاڻ ته اخراج بينڊ تمام گهڻا آهن.

هن ڪم ۾ تيار ڪيل ناياب زمين جي ماليڪيولر ڪرسٽل ٻنهي جي فائدن کي چڱي طرح سان گڏ ڪن ٿا ته، ليزر ايڪسائيٽيشن جي تحت، Eu³ + ايٽمي اسپن بابت معلومات کڻندڙ فوٽون خارج ڪري سگهي ٿو. مخصوص ليزر تجربن ذريعي، هڪ موثر آپٽيڪل/نيوڪليئر اسپن انٽرفيس پيدا ڪري سگهجي ٿو. هن بنياد تي، محققن وڌيڪ ايٽمي اسپن ليول ايڊريسنگ، فوٽون جي مربوط اسٽوريج، ۽ پهرين ڪوانٽم آپريشن جي عمل کي محسوس ڪيو.

موثر ڪوانٽم ڪمپيوٽنگ لاءِ، عام طور تي گھڻن entangled qubits جي ضرورت پوندي آهي. محققن اهو ظاهر ڪيو ته مٿي ڏنل ماليڪيولر ڪرسٽلز ۾ Eu³ + اسٽري اليڪٽرڪ فيلڊ ڪپلنگ ذريعي ڪوانٽم entanglement حاصل ڪري سگهن ٿا، انهي ڪري ڪوانٽم انفارميشن پروسيسنگ کي فعال بڻائي ٿو. ڇاڪاڻ ته ماليڪيولر ڪرسٽلز ۾ ڪيترائي ناياب زمين آئن شامل آهن، نسبتا اعلي entangled qubit کثافت حاصل ڪري سگهجي ٿي.

ڪوانٽم ڪمپيوٽنگ لاءِ هڪ ٻي ضرورت انفرادي ڪوبٽس جي ايڊريس ايبلٽي آهي. هن ڪم ۾ آپٽيڪل ايڊريسنگ ٽيڪنڪ پڙهڻ جي رفتار کي بهتر بڻائي سگهي ٿي ۽ سرڪٽ سگنل جي مداخلت کي روڪي سگهي ٿي. پوئين مطالعي جي مقابلي ۾، هن ڪم ۾ رپورٽ ڪيل Eu³ + ماليڪيولر ڪرسٽلز جي آپٽيڪل هم آهنگي تقريبن هڪ هزار ڀيرا بهتر ٿي آهي، ته جيئن نيوڪليئر اسپن رياستن کي هڪ خاص طريقي سان آپٽيڪل طور تي منظم ڪري سگهجي.

آپٽيڪل سگنل ڊگهي فاصلي جي ڪوانٽم معلومات جي ورڇ لاءِ پڻ موزون آهن ته جيئن ريموٽ ڪوانٽم ڪميونيڪيشن لاءِ ڪوانٽم ڪمپيوٽرن کي ڳنڍي سگهجي. روشن سگنل کي وڌائڻ لاءِ فوٽوونڪ ڍانچي ۾ نئين Eu³ + ماليڪيولر ڪرسٽل جي انضمام تي وڌيڪ غور ڪري سگهجي ٿو. هي ڪم ڪوانٽم انٽرنيٽ جي بنياد طور نادر زمين جي ماليڪيولن کي استعمال ڪري ٿو، ۽ مستقبل جي ڪوانٽم ڪميونيڪيشن آرڪيٽيڪچر ڏانهن هڪ اهم قدم کڻي ٿو.