குவாண்டம் மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானிக்ஸ் தொழில்நுட்பத்தின் பயன்பாடு

குவாண்டம் பயன்பாடுமைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானிக்ஸ் தொழில்நுட்பம்

பலவீனமான சமிக்ஞை கண்டறிதல்
குவாண்டம் மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானிக்ஸ் தொழில்நுட்பத்தின் மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய பயன்பாடுகளில் ஒன்று மிகவும் பலவீனமான மைக்ரோவேவ்/ஆர்எஃப் சிக்னல்களைக் கண்டறிவது. ஒற்றை ஃபோட்டான் கண்டறிதலைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், இந்த அமைப்புகள் பாரம்பரிய முறைகளை விட மிகவும் உணர்திறன் கொண்டவை. எடுத்துக்காட்டாக, ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு குவாண்டம் மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானிக் அமைப்பை நிரூபித்துள்ளனர், இது எந்த மின்னணு பெருக்கமும் இல்லாமல் -112.8 டிபிஎம் வரை சமிக்ஞைகளை கண்டறிய முடியும். இந்த அதி-உயர் உணர்திறன் ஆழமான விண்வெளி தகவல்தொடர்புகள் போன்ற பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.

மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானிக்ஸ்சிக்னல் செயலாக்கம்
குவாண்டம் மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானிக்ஸ் கட்ட மாற்றுதல் மற்றும் வடிகட்டுதல் போன்ற உயர்-அலைவரிசை சமிக்ஞை செயலாக்க செயல்பாடுகளையும் செயல்படுத்துகிறது. ஒரு சிதறல் ஆப்டிகல் உறுப்பைப் பயன்படுத்துவதன் மூலமும், ஒளியின் அலைநீளத்தை சரிசெய்வதன் மூலமும், RF கட்டம் 8 ஜிகாஹெர்ட்ஸ் வரை 8 ஜிகாஹெர்ட்ஸ் வரை வடிகட்டுகிறது என்ற உண்மையை ஆராய்ச்சியாளர்கள் நிரூபித்தனர். முக்கியமாக, இந்த அம்சங்கள் அனைத்தும் 3 ஜிகாஹெர்ட்ஸ் எலக்ட்ரானிக்ஸ் பயன்படுத்தி அடையப்படுகின்றன, இது செயல்திறன் பாரம்பரிய அலைவரிசை வரம்புகளை மீறுகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது

நேர மேப்பிங்கிற்கு உள்ளூர் அல்லாத அதிர்வெண்
குவாண்டம் சிக்கலால் கொண்டுவரப்பட்ட ஒரு சுவாரஸ்யமான திறன், உள்ளூர் அல்லாத அதிர்வெண்ணின் மேப்பிங் ஆகும். இந்த நுட்பம் தொலைதூர இடத்தில் ஒரு நேர களத்தில் தொடர்ச்சியான-அலை பம்ப் ஒற்றை-ஃபோட்டான் மூலத்தின் ஸ்பெக்ட்ரத்தை வரைபடமாக்க முடியும். கணினி சிக்கலான ஃபோட்டான் ஜோடிகளைப் பயன்படுத்துகிறது, அதில் ஒரு கற்றை ஒரு ஸ்பெக்ட்ரல் வடிகட்டி வழியாக செல்கிறது, மற்றொன்று சிதறடிக்கும் உறுப்பு வழியாக செல்கிறது. சிக்கலான ஃபோட்டான்களின் அதிர்வெண் சார்பு காரணமாக, ஸ்பெக்ட்ரல் வடிகட்டுதல் பயன்முறை நேரக் களத்திற்கு இடமின்றி வரைபடமாக்கப்படுகிறது.
படம் 1 இந்த கருத்தை விளக்குகிறது:

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

சுருக்கப்பட்ட உணர்திறன்
குவாண்டம்மைக்ரோவேவ் ஆப்டிகல்பிராட்பேண்ட் சிக்னல்களின் சுருக்கப்பட்ட உணர்திறனுக்கான புதிய முறையையும் தொழில்நுட்பம் வழங்குகிறது. குவாண்டம் கண்டறிதலில் உள்ளார்ந்த சீரற்ற தன்மையைப் பயன்படுத்தி, ஆராய்ச்சியாளர்கள் மீட்கும் திறன் கொண்ட ஒரு குவாண்டம் சுருக்கப்பட்ட உணர்திறன் முறையை நிரூபித்துள்ளனர்10 ஜிகாஹெர்ட்ஸ் ஆர்.எஃப்ஸ்பெக்ட்ரா. இந்த அமைப்பு RF சமிக்ஞையை ஒத்திசைவான ஃபோட்டானின் துருவமுனைப்பு நிலைக்கு மாற்றியமைக்கிறது. ஒற்றை-ஃபோட்டான் கண்டறிதல் பின்னர் சுருக்கப்பட்ட உணர்திறனுக்கான இயற்கையான சீரற்ற அளவீட்டு மேட்ரிக்ஸை வழங்குகிறது. இந்த வழியில், பிராட்பேண்ட் சமிக்ஞையை யர்னிக்விஸ்ட் மாதிரி விகிதத்தில் மீட்டெடுக்க முடியும்.

குவாண்டம் விசை விநியோகம்
பாரம்பரிய மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானிக் பயன்பாடுகளை மேம்படுத்துவதோடு மட்டுமல்லாமல், குவாண்டம் தொழில்நுட்பம் குவாண்டம் விசை விநியோகம் (QKD) போன்ற குவாண்டம் தொடர்பு அமைப்புகளையும் மேம்படுத்தலாம். மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான்கள் துணைக் கேரியரை ஒரு குவாண்டம் விசை விநியோகம் (கியூ.கே.டி) அமைப்பில் மல்டிபிளெக்ஸ் செய்வதன் மூலம் சப் கேரியர் மல்டிபிளக்ஸ் குவாண்டம் விசை விநியோகத்தை (எஸ்சிஎம்-கியூ.கே.டி) ஆராய்ச்சியாளர்கள் நிரூபித்தனர். இது பல சுயாதீன குவாண்டம் விசைகளை ஒளியின் ஒற்றை அலைநீளத்தில் கடத்த அனுமதிக்கிறது, இதனால் நிறமாலை செயல்திறன் அதிகரிக்கும்.
படம் 2 இரட்டை-கேரியர் SCM-QKD அமைப்பின் கருத்து மற்றும் சோதனை முடிவுகளைக் காட்டுகிறது:

குவாண்டம் மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானிக்ஸ் தொழில்நுட்பம் நம்பிக்கைக்குரியது என்றாலும், இன்னும் சில சவால்கள் உள்ளன:
1. வரையறுக்கப்பட்ட நிகழ்நேர திறன்: தற்போதைய அமைப்புக்கு சமிக்ஞையை புனரமைக்க நிறைய குவிப்பு நேரம் தேவைப்படுகிறது.
2. வெடிப்பு/ஒற்றை சமிக்ஞைகளைக் கையாள்வதில் சிரமம்: புனரமைப்பின் புள்ளிவிவர தன்மை மீண்டும் மீண்டும் செய்யாத சமிக்ஞைகளுக்கு அதன் பொருந்தக்கூடிய தன்மையைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.
3. உண்மையான மைக்ரோவேவ் அலைவடிவமாக மாற்றவும்: புனரமைக்கப்பட்ட ஹிஸ்டோகிராம் பயன்படுத்தக்கூடிய அலைவடிவமாக மாற்ற கூடுதல் படிகள் தேவை.
4. சாதன பண்புகள்: ஒருங்கிணைந்த அமைப்புகளில் குவாண்டம் மற்றும் மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானிக் சாதனங்களின் நடத்தை பற்றிய கூடுதல் ஆய்வு தேவை.
5. ஒருங்கிணைப்பு: இன்று பெரும்பாலான அமைப்புகள் பருமனான தனித்துவமான கூறுகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.

இந்த சவால்களை எதிர்கொள்ளவும், புலத்தை முன்னேற்றவும், பல நம்பிக்கைக்குரிய ஆராய்ச்சி திசைகள் உருவாகின்றன:
1. நிகழ்நேர சமிக்ஞை செயலாக்கம் மற்றும் ஒற்றை கண்டறிதலுக்கான புதிய முறைகளை உருவாக்குங்கள்.
2. திரவ மைக்ரோஸ்பியர் அளவீட்டு போன்ற அதிக உணர்திறனைப் பயன்படுத்தும் புதிய பயன்பாடுகளை ஆராயுங்கள்.
3. அளவு மற்றும் சிக்கலைக் குறைக்க ஒருங்கிணைந்த ஃபோட்டான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களின் உணர்தலைத் தொடரவும்.
4. ஒருங்கிணைந்த குவாண்டம் மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானிக் சுற்றுகளில் மேம்பட்ட ஒளி-பொருள் தொடர்புகளைப் படிக்கவும்.
5. குவாண்டம் மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் தொழில்நுட்பத்தை மற்ற வளர்ந்து வரும் குவாண்டம் தொழில்நுட்பங்களுடன் இணைக்கவும்.