קוואַנטום קאָמוניקאַציע: מאָלעקולן, זעלטענע ערדן און אָפּטיש

קוואַנטום אינפאָרמאַציע טעכנאָלאָגיע איז אַ נייע אינפאָרמאַציע טעכנאָלאָגיע באַזירט אויף קוואַנטום מעכאַניק, וואָס קאָדירט, רעכנט און טראַנסמיטירט די פיזישע אינפאָרמאַציע וואָס איז קאַנטיינד אין...קוואַנטום סיסטעםדי אַנטוויקלונג און אַפּליקאַציע פון ​​קוואַנטום אינפֿאָרמאַציע טעכנאָלאָגיע וועט אונדז ברענגען אין די "קוואַנטום תקופה", און פאַרשטיין העכער אַרבעט עפעקטיווקייַט, מער זיכער קאָמוניקאַציע מעטהאָדס און אַ מער באַקוועם און גרין לייפסטייל.

די עפעקטיווקייט פון קאָמוניקאַציע צווישן קוואַנטום סיסטעמען דעפּענדס אויף זייער פיייקייט צו ינטעראַקט מיט ליכט. אָבער, עס איז זייער שווער צו געפֿינען אַ מאַטעריאַל וואָס קען נוצן די קוואַנטום אייגנשאַפטן פון אָפּטיק אין גאַנצן.

לעצטנס, האט א פארשונגס-גרופע ביים אינסטיטוט פון כעמיע אין פאריז און דעם קארלסרוהע אינסטיטוט פון טעכנאלאגיע צוזאמען דעמאנסטרירט דעם פאטענציאל פון א מאלעקולארן קריסטאל באזירט אויף זעלטענע ערד אייראפיום יאנען (Eu³+) פאר אנווענדונגען אין קוואנטום סיסטעמען פון אפטיק. זיי האבן געפונען אז די אולטרא-שמאלע ליניע-ברייט עמיסיע פון ​​דעם Eu³+ מאלעקולארן קריסטאל ערמעגליכט עפעקטיווע אינטעראקציע מיט ליכט און האט א וויכטיגן ווערט איןקוואַנטום קאָמוניקאַציעאון קוואַנטום קאַמפּיוטינג.

פיגור 1: קוואַנטום קאָמוניקאַציע באַזירט אויף זעלטענע ערד אייראָפּיום מאָלעקולאַרע קריסטאַלן

קוואַנטום שטאַטן קענען זיין סופּעראַמפּאָוזד, אַזוי קען קוואַנטום אינפֿאָרמאַציע זיין סופּעראַמפּאָוזד. איין קיוביט קען סיימאַלטייניאַסלי רעפּרעזענטירן אַ פאַרשיידנקייט פון פאַרשידענע שטאַטן צווישן 0 און 1, אַלאַוינג דאַטן צו זיין פּראַסעסט אין פּאַראַלעל אין באַטשאַז. ווי אַ רעזולטאַט, וועט די קאַמפּיוטינג מאַכט פון קוואַנטום קאָמפּיוטערס פאַרגרעסערן עקספּאָנענציעל קאַמפּערד צו טראַדיציאָנעלע דיגיטאַל קאָמפּיוטערס. אָבער, כּדי צו דורכפירן קאַמפּיוטיישאַנאַל אָפּעראַציעס, מוז די סופּערפּאָזיציע פון ​​קיוביטס קענען אָנהאַלטן קעסיידער פֿאַר אַ פּעריאָד פון צייט. אין קוואַנטום מעכאַניק, איז דעם פּעריאָד פון סטאַביליטעט באַקאַנט ווי די קאָוכירענס לעבן. די נוקלעאַר ספּינז פון קאָמפּלעקס מאַלאַקיולז קענען דערגרייכן סופּערפּאָזיציע שטאַטן מיט לאַנג טרוקענע לעבן ווייַל דער השפּעה פון סוויווע אויף נוקלעאַר ספּינז איז עפעקטיוולי באַשיצט.

זעלטענע ערד יאָנען און מאָלעקולאַרע קריסטאַלן זענען צוויי סיסטעמען וואָס זענען געניצט געוואָרן אין קוואַנטום טעכנאָלאָגיע. זעלטענע ערד יאָנען האָבן אויסגעצייכנטע אָפּטישע און ספּין אייגנשאַפטן, אָבער זיי זענען שווער צו אינטעגרירן אין...אָפּטישע דעוויסעסמאָלעקולאַרע קריסטאַלן זענען גרינגער צו אינטעגרירן, אָבער עס איז שווער צו שאַפֿן אַ פאַרלעסלעכע פֿאַרבינדונג צווישן ספּין און ליכט ווײַל די עמיסיע באַנדס זענען צו ברייט.

די זעלטענע ערד מאָלעקולאַרע קריסטאַלן וואָס זענען דעוועלאָפּעד געוואָרן אין דעם אַרבעט קאָמבינירן שיין די מעלות פון ביידע, אַז אונטער לאַזער עקסייטיישאַן קען Eu³+ אַרויסלאָזן פאָטאָנען וואָס טראָגן אינפֿאָרמאַציע וועגן נוקלעאַרן ספּין. דורך ספּעציפֿישע לאַזער עקספּערימענטן קען מען דזשענערירן אַן עפֿעקטיווער אָפּטישער/נוקלעאַרער ספּין אינטערפֿייס. אויף דעם באַזיס האָבן די פֿאָרשער ווייטער דערגרייכט נוקלעאַרער ספּין לעוועל אַדרעסינג, קאָהערענטער סטאָרידזש פֿון פאָטאָנען, און די אויספֿירונג פֿון דער ערשטער קוואַנטום אָפּעראַציע.

פֿאַר עפֿעקטיווער קוואַנטום קאָמפּיוטינג, זענען געוויינטלעך נויטיק קייפל פֿאַרפּלעכטענע קיוביץ. די פֿאָרשער האָבן דעמאָנסטרירט אַז Eu³+ אין די אויבן דערמאָנטע מאָלעקולאַרע קריסטאַלן קענען דערגרייכן קוואַנטום פֿאַרפּלעכטונג דורך פֿאַרשפּרייטע עלעקטרישע פֿעלד קאַפּלינג, אַזוי ערמעגלעכנדיק קוואַנטום אינפֿאָרמאַציע פּראַסעסינג. ווײַל די מאָלעקולאַרע קריסטאַלן אַנטהאַלטן קייפל זעלטענע ערד יאָנען, קענען רעלאַטיוו הויכע קיוביץ געדיכטקייטן דערגרייכט ווערן.

נאך א פארלאנג פאר קוואנטום קאמפיוטינג איז די אדרעסירבארקייט פון יחידישע קיוביטס. די אפטישע אדרעסיר טעכניק אין דעם ארבעט קען פארבעסערן די לייענ-גיך און פארמיידן די אריינמישונג פון דעם קרייז סיגנאל. אין פארגלייך מיט פריערדיגע שטודיעס, איז די אפטישע קאכערענץ פון Eu³+ מאלעקולארע קריסטאלן באריכטעט אין דעם ארבעט פארבעסערט מיט בערך טויזנט-פאכיג, אזוי אז די נוקלעארע ספּין שטאנדן קענען אפטיש מאניפולירט ווערן אויף א ספעציפישן וועג.

אפּטישע סיגנאַלן זענען אויך פּאַסיק פֿאַר לאַנג-דיסטאַנס קוואַנטום אינפֿאָרמאַציע פאַרשפּרייטונג צו פאַרבינדן קוואַנטום קאָמפּיוטערס פֿאַר ווייַט קוואַנטום קאָמוניקאַציע. ווייטערדיקע באַטראַכטונג קען געגעבן ווערן צו דער אינטעגראַציע פון ​​​​​​נייַע Eu³ ​​+ מאָלעקולאַר קריסטאַלן אין די פאָטאָניק סטרוקטור צו פֿאַרבעסערן די ליכטיק סיגנאַל. די אַרבעט ניצט זעלטן ערד מאָלעקולן ווי די באַזע פֿאַר קוואַנטום אינטערנעט, און נעמט אַ וויכטיק שריט צו צוקונפֿט קוואַנטום קאָמוניקאַציע אַרכיטעקטורן.