क्वांटम माहिती तंत्रज्ञान ही क्वांटम मेकॅनिक्सवर आधारित एक नवीन माहिती तंत्रज्ञान आहे, जी मध्ये समाविष्ट असलेली भौतिक माहिती एन्कोड करते, गणना करते आणि प्रसारित करते.क्वांटम सिस्टीमक्वांटम माहिती तंत्रज्ञानाचा विकास आणि वापर आपल्याला "क्वांटम युग" मध्ये घेऊन जाईल आणि उच्च कार्यक्षमता, अधिक सुरक्षित संप्रेषण पद्धती आणि अधिक सोयीस्कर आणि हिरवी जीवनशैली साकार करेल.
क्वांटम सिस्टीममधील संवादाची कार्यक्षमता प्रकाशाशी संवाद साधण्याच्या त्यांच्या क्षमतेवर अवलंबून असते. तथापि, ऑप्टिकलच्या क्वांटम गुणधर्मांचा पूर्ण फायदा घेऊ शकेल अशी सामग्री शोधणे खूप कठीण आहे.
अलिकडेच, पॅरिसमधील रसायनशास्त्र संस्था आणि कार्लस्रुहे इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी येथील एका संशोधन पथकाने एकत्रितपणे दुर्मिळ पृथ्वी युरोपियम आयन (Eu³ +) वर आधारित आण्विक क्रिस्टलची क्षमता ऑप्टिकलच्या क्वांटम सिस्टममध्ये वापरण्यासाठी दाखवून दिली. त्यांना आढळले की या Eu³ + आण्विक क्रिस्टलचे अल्ट्रा-नॅरो लाइनविड्थ उत्सर्जन प्रकाशाशी कार्यक्षम संवाद साधण्यास सक्षम करते आणि त्यात महत्त्वाचे मूल्य आहे.क्वांटम कम्युनिकेशनआणि क्वांटम संगणन.
आकृती १: दुर्मिळ पृथ्वी युरोपियम आण्विक क्रिस्टल्सवर आधारित क्वांटम कम्युनिकेशन
क्वांटम अवस्था सुपरइम्पोज केल्या जाऊ शकतात, म्हणून क्वांटम माहिती सुपरइम्पोज केली जाऊ शकते. एकच क्यूबिट एकाच वेळी 0 आणि 1 मधील विविध अवस्थांचे प्रतिनिधित्व करू शकतो, ज्यामुळे डेटा बॅचमध्ये समांतरपणे प्रक्रिया करता येतो. परिणामी, पारंपारिक डिजिटल संगणकांच्या तुलनेत क्वांटम संगणकांची संगणकीय शक्ती घातांकीयरित्या वाढेल. तथापि, संगणकीय ऑपरेशन्स करण्यासाठी, क्यूबिटची सुपरपोझिशन काही काळासाठी स्थिरपणे टिकून राहण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे. क्वांटम मेकॅनिक्समध्ये, स्थिरतेच्या या कालावधीला सुसंगत जीवनकाळ म्हणून ओळखले जाते. जटिल रेणूंचे न्यूक्लियर स्पिन दीर्घ कोरड्या जीवनकाळासह सुपरपोझिशन अवस्था प्राप्त करू शकतात कारण न्यूक्लियर स्पिनवर पर्यावरणाचा प्रभाव प्रभावीपणे संरक्षित केला जातो.
दुर्मिळ पृथ्वी आयन आणि आण्विक क्रिस्टल्स ही दोन प्रणाली आहेत जी क्वांटम तंत्रज्ञानामध्ये वापरली गेली आहेत. दुर्मिळ पृथ्वी आयनमध्ये उत्कृष्ट ऑप्टिकल आणि स्पिन गुणधर्म आहेत, परंतु त्यांना एकत्रित करणे कठीण आहे.ऑप्टिकल उपकरणे. आण्विक स्फटिकांना एकत्र करणे सोपे आहे, परंतु स्पिन आणि प्रकाश यांच्यात विश्वासार्ह संबंध स्थापित करणे कठीण आहे कारण उत्सर्जन पट्ट्या खूप विस्तृत आहेत.
या कामात विकसित केलेले दुर्मिळ पृथ्वी आण्विक क्रिस्टल्स दोन्हीचे फायदे व्यवस्थितपणे एकत्र करतात, कारण लेसर उत्तेजनाखाली, Eu³ + अणु स्पिनबद्दल माहिती वाहून नेणारे फोटॉन उत्सर्जित करू शकते. विशिष्ट लेसर प्रयोगांद्वारे, एक कार्यक्षम ऑप्टिकल/न्यूक्लियर स्पिन इंटरफेस तयार केला जाऊ शकतो. या आधारावर, संशोधकांना अणु स्पिन पातळी पत्ता, फोटॉनचे सुसंगत संचयन आणि पहिल्या क्वांटम ऑपरेशनची अंमलबजावणी पुढे लक्षात आली.
कार्यक्षम क्वांटम संगणनासाठी, बहुविध गोंधळलेले क्यूबिट्स सहसा आवश्यक असतात. संशोधकांनी असे दाखवून दिले की वरील आण्विक क्रिस्टल्समधील Eu³ + स्ट्रे इलेक्ट्रिक फील्ड कपलिंगद्वारे क्वांटम गोंधळ साध्य करू शकतात, ज्यामुळे क्वांटम माहिती प्रक्रिया शक्य होते. आण्विक क्रिस्टल्समध्ये अनेक दुर्मिळ पृथ्वी आयन असल्याने, तुलनेने उच्च क्यूबिट घनता साध्य करता येते.
क्वांटम संगणनासाठी आणखी एक आवश्यकता म्हणजे वैयक्तिक क्यूबिट्सची अॅड्रेसबिलिटी. या कामातील ऑप्टिकल अॅड्रेसिंग तंत्र वाचन गती सुधारू शकते आणि सर्किट सिग्नलच्या हस्तक्षेपास प्रतिबंध करू शकते. मागील अभ्यासांच्या तुलनेत, या कामात नोंदवलेल्या Eu³ + आण्विक क्रिस्टल्सची ऑप्टिकल सुसंगतता सुमारे एक हजार पटीने सुधारली आहे, ज्यामुळे न्यूक्लियर स्पिन अवस्था एका विशिष्ट पद्धतीने ऑप्टिकली हाताळता येतात.
दूरस्थ क्वांटम कम्युनिकेशनसाठी क्वांटम संगणकांना जोडण्यासाठी ऑप्टिकल सिग्नल लांब-अंतराच्या क्वांटम माहिती वितरणासाठी देखील योग्य आहेत. प्रकाशमान सिग्नल वाढविण्यासाठी फोटोनिक रचनेत नवीन Eu³ + आण्विक क्रिस्टल्सचे एकत्रीकरण करण्यावर अधिक विचार केला जाऊ शकतो. हे काम क्वांटम इंटरनेटसाठी आधार म्हणून दुर्मिळ पृथ्वी रेणूंचा वापर करते आणि भविष्यातील क्वांटम कम्युनिकेशन आर्किटेक्चरच्या दिशेने एक महत्त्वाचे पाऊल उचलते.
पोस्ट वेळ: जानेवारी-०२-२०२४