குவாண்டம் மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானிக்ஸ் தொழில்நுட்பத்தின் பயன்பாடு

குவாண்டத்தின் பயன்பாடுநுண்ணலை ஃபோட்டானிக்ஸ் தொழில்நுட்பம்

பலவீனமான சமிக்ஞை கண்டறிதல்
குவாண்டம் மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானிக்ஸ் தொழில்நுட்பத்தின் மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய பயன்பாடுகளில் ஒன்று மிகவும் பலவீனமான மைக்ரோவேவ்/RF சிக்னல்களைக் கண்டறிதல் ஆகும். ஒற்றை ஃபோட்டான் கண்டறிதலைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், இந்த அமைப்புகள் பாரம்பரிய முறைகளை விட மிகவும் உணர்திறன் கொண்டவை. எடுத்துக்காட்டாக, எந்தவொரு மின்னணு பெருக்கமும் இல்லாமல் -112.8 dBm வரை குறைந்த சிக்னல்களைக் கண்டறியக்கூடிய குவாண்டம் மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானிக் அமைப்பை ஆராய்ச்சியாளர்கள் நிரூபித்துள்ளனர். இந்த மிக உயர்ந்த உணர்திறன் ஆழமான விண்வெளி தொடர்புகள் போன்ற பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.

நுண்ணலை ஃபோட்டானிக்ஸ்சமிக்ஞை செயலாக்கம்
குவாண்டம் மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானிக்ஸ், கட்ட மாற்றம் மற்றும் வடிகட்டுதல் போன்ற உயர்-அலைவரிசை சமிக்ஞை செயலாக்க செயல்பாடுகளையும் செயல்படுத்துகிறது. ஒரு பரவலான ஒளியியல் உறுப்பைப் பயன்படுத்துவதன் மூலமும், ஒளியின் அலைநீளத்தை சரிசெய்வதன் மூலமும், ஆராய்ச்சியாளர்கள் RF கட்டம் 8 GHz வரை மாறுகிறது என்பதையும், RF வடிகட்டுதல் அலைவரிசைகள் 8 GHz வரை மாறுகின்றன என்பதையும் நிரூபித்தனர். முக்கியமாக, இந்த அம்சங்கள் அனைத்தும் 3 GHz மின்னணுவியல் மூலம் அடையப்படுகின்றன, இது செயல்திறன் பாரம்பரிய அலைவரிசை வரம்புகளை மீறுகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது.

உள்ளூர் அல்லாத அதிர்வெண் முதல் நேர மேப்பிங்
குவாண்டம் சிக்கலால் ஏற்படும் ஒரு சுவாரஸ்யமான திறன், உள்ளூர் அல்லாத அதிர்வெண்ணை நேரத்துடன் ஒப்பிட்டுப் பார்ப்பதாகும். இந்த நுட்பம் தொடர்ச்சியான அலை உந்தப்பட்ட ஒற்றை-ஃபோட்டான் மூலத்தின் நிறமாலையை தொலைதூர இடத்தில் உள்ள நேரக் களத்திற்கு வரைபடமாக்க முடியும். இந்த அமைப்பு சிக்கலான ஃபோட்டான் ஜோடிகளைப் பயன்படுத்துகிறது, இதில் ஒரு கற்றை ஒரு நிறமாலை வடிகட்டி வழியாகவும் மற்றொன்று ஒரு பரவல் உறுப்பு வழியாகவும் செல்கிறது. சிக்கலான ஃபோட்டான்களின் அதிர்வெண் சார்பு காரணமாக, நிறமாலை வடிகட்டுதல் பயன்முறை உள்ளூர் அல்லாத நேரக் களத்திற்கு வரைபடமாக்கப்படுகிறது.
படம் 1 இந்தக் கருத்தை விளக்குகிறது:

இந்த முறை அளவிடப்பட்ட ஒளி மூலத்தை நேரடியாகக் கையாளாமல் நெகிழ்வான நிறமாலை அளவீட்டை அடைய முடியும்.

சுருக்கப்பட்ட உணர்தல்
குவாண்டம்நுண்ணலை ஒளியியல்தொழில்நுட்பம் பிராட்பேண்ட் சிக்னல்களின் சுருக்கப்பட்ட உணர்தலுக்கான ஒரு புதிய முறையையும் வழங்குகிறது. குவாண்டம் கண்டறிதலில் உள்ளார்ந்த சீரற்ற தன்மையைப் பயன்படுத்தி, ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு குவாண்டம் சுருக்கப்பட்ட உணர்திறன் அமைப்பை மீட்டெடுப்பதை நிரூபித்துள்ளனர்.10 ஜிகாஹெர்ட்ஸ் ஆர்எஃப்நிறமாலை. இந்த அமைப்பு RF சிக்னலை ஒத்திசைவான ஃபோட்டானின் துருவமுனைப்பு நிலைக்கு மாற்றியமைக்கிறது. பின்னர் ஒற்றை-ஃபோட்டான் கண்டறிதல் சுருக்கப்பட்ட உணர்தலுக்கான இயற்கையான சீரற்ற அளவீட்டு அணியை வழங்குகிறது. இந்த வழியில், பிராட்பேண்ட் சிக்னலை யார்னிக்விஸ்ட் மாதிரி விகிதத்தில் மீட்டெடுக்க முடியும்.

குவாண்டம் விசை விநியோகம்
பாரம்பரிய நுண்ணலை ஃபோட்டானிக் பயன்பாடுகளை மேம்படுத்துவதோடு, குவாண்டம் தொழில்நுட்பம் குவாண்டம் விசை விநியோகம் (QKD) போன்ற குவாண்டம் தொடர்பு அமைப்புகளையும் மேம்படுத்த முடியும். மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான்கள் துணை கேரியரை ஒரு குவாண்டம் விசை விநியோகம் (QKD) அமைப்பில் மல்டிபிளெக்ஸ் செய்வதன் மூலம் துணை கேரியர் மல்டிபிளக்ஸ் குவாண்டம் விசை விநியோகத்தை (SCM-QKD) ஆராய்ச்சியாளர்கள் நிரூபித்தனர். இது பல சுயாதீன குவாண்டம் விசைகளை ஒற்றை அலைநீள ஒளியின் மீது கடத்த அனுமதிக்கிறது, இதன் மூலம் நிறமாலை செயல்திறனை அதிகரிக்கிறது.
இரட்டை-கேரியர் SCM-QKD அமைப்பின் கருத்து மற்றும் சோதனை முடிவுகளை படம் 2 காட்டுகிறது:

குவாண்டம் மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானிக்ஸ் தொழில்நுட்பம் நம்பிக்கைக்குரியதாக இருந்தாலும், இன்னும் சில சவால்கள் உள்ளன:
1. வரையறுக்கப்பட்ட நிகழ்நேர திறன்: தற்போதைய அமைப்புக்கு சிக்னலை மறுகட்டமைக்க நிறைய குவிப்பு நேரம் தேவைப்படுகிறது.
2. வெடிப்பு/ஒற்றை சமிக்ஞைகளைக் கையாள்வதில் சிரமம்: மறுகட்டமைப்பின் புள்ளிவிவரத் தன்மை, மீண்டும் மீண்டும் வராத சமிக்ஞைகளுக்கு அதன் பொருந்தக்கூடிய தன்மையைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.
3. உண்மையான மைக்ரோவேவ் அலைவடிவத்திற்கு மாற்றுதல்: மறுகட்டமைக்கப்பட்ட ஹிஸ்டோகிராமைப் பயன்படுத்தக்கூடிய அலைவடிவமாக மாற்ற கூடுதல் படிகள் தேவை.
4. சாதன பண்புகள்: ஒருங்கிணைந்த அமைப்புகளில் குவாண்டம் மற்றும் நுண்ணலை ஃபோட்டானிக் சாதனங்களின் நடத்தை பற்றிய கூடுதல் ஆய்வு தேவை.
5. ஒருங்கிணைப்பு: இன்றைய பெரும்பாலான அமைப்புகள் பருமனான தனித்த கூறுகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.

இந்த சவால்களை எதிர்கொள்ளவும், துறையை முன்னேற்றவும், பல நம்பிக்கைக்குரிய ஆராய்ச்சி திசைகள் உருவாகி வருகின்றன:
1. நிகழ்நேர சமிக்ஞை செயலாக்கம் மற்றும் ஒற்றை கண்டறிதலுக்கான புதிய முறைகளை உருவாக்குதல்.
2. திரவ நுண்கோள அளவீடு போன்ற அதிக உணர்திறனைப் பயன்படுத்தும் புதிய பயன்பாடுகளை ஆராயுங்கள்.
3. அளவு மற்றும் சிக்கலான தன்மையைக் குறைக்க ஒருங்கிணைந்த ஃபோட்டான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களின் உணர்தலைத் தொடரவும்.
4. ஒருங்கிணைந்த குவாண்டம் நுண்ணலை ஃபோட்டானிக் சுற்றுகளில் மேம்படுத்தப்பட்ட ஒளி-பொருள் தொடர்புகளை ஆய்வு செய்யுங்கள்.
5. குவாண்டம் மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் தொழில்நுட்பத்தை பிற வளர்ந்து வரும் குவாண்டம் தொழில்நுட்பங்களுடன் இணைக்கவும்.