אַפּליקאַציע פון ​​קוואַנטום מייקראַווייוו פאָטאָניקס טעכנאָלאָגיע

אַפּליקאַציע פון ​​קוואַנטוםמייקראַווייוו פאָטאָניק טעכנאָלאָגיע

שוואַך סיגנאַל דעטעקציע
איינע פון ​​די מערסט פּראַמישינג אַפּליקאַציעס פון קוואַנטום מייקראַווייוו פאָטאָניק טעכנאָלאָגיע איז די דעטעקציע פון ​​גאָר שוואַכע מייקראַווייוו/RF סיגנאַלן. דורך נוצן איין פאָטאָן דעטעקציע, זענען די סיסטעמען פיל מער סענסיטיוו ווי טראַדיציאָנעלע מעטאָדן. למשל, די פאָרשער האָבן דעמאָנסטרירט אַ קוואַנטום מייקראַווייוו פאָטאָניק סיסטעם וואָס קען דעטעקטירן סיגנאַלן אַזוי נידעריק ווי -112.8 dBm אָן קיין עלעקטראָנישע אַמפּליפיקאַציע. די גאָר הויכע סענסיטיוויטי מאַכט עס ידעאַל פֿאַר אַפּליקאַציעס ווי טיף-ספעיס קאָמוניקאַציע.

מייקראַווייוו פאָטאָניקססיגנאַל פּראַסעסינג
קוואַנטום מייקראַווייוו פאָטאָניקס ימפּלעמענטירט אויך הויך-באַנדווידט סיגנאַל פּראַסעסינג פאַנגקשאַנז אַזאַ ווי פאַזע שיפטינג און פֿילטערינג. דורך ניצן אַ דיספּערסיוו אָפּטיש עלעמענט און אַדזשאַסטינג די כוואַליע לענג פון ליכט, די ריסערטשערז דעמאַנסטרייטיד דעם פאַקט אַז RF פאַזע שיפטס אַרויף צו 8 GHz RF פֿילטערינג באַנדווידטס אַרויף צו 8 GHz. וויכטיק, די פֿעיִקייטן זענען אַלע אַטשיווד ניצן 3 GHz עלעקטראָניק, וואָס ווייזט אַז די פאָרשטעלונג יקסידז טראדיציאנעלן באַנדווידט לימאַץ.

נישט-לאקאלע פרעקווענץ צו צייט מאַפּינג
איין אינטערעסאנטע מעגלעכקייט וואס קוואנטום פארפּלעכטונג ברענגט ארויס איז די מאַפּירונג פון נישט-לאקאלע פרעקווענץ צו צייט. די טעכניק קען מאַפּירן דעם ספּעקטרום פון א קאָנטינויִערלעך-כוואַליע געפּאַמפּטע איינציק-פאָטאָן מקור צו א צייט דאָמעין אין א ווייטער אָרט. די סיסטעם ניצט פארפּלעכטענע פאָטאָן פּאָרן אין וועלכע איין שטראַל גייט דורך א ספּעקטראַל פילטער און דער אַנדערער גייט דורך א דיספּערסיוו עלעמענט. צוליב דער פרעקווענץ אָפּהענגיקייט פון פארפּלעכטענע פאָטאָנען, ווערט דער ספּעקטראַל פילטערינג מאָדע מאַפּט נישט-לאָקאַל צו דער צייט דאָמעין.
פיגור 1 אילוסטרירט דעם באַגריף:

די מעטאָדע קען דערגרייכן פלעקסיבלע ספּעקטראַלע מעסטונג אָן דירעקט מאַניפּולירן די געמאָסטענע ליכט מקור.

קאָמפּרעסירטע סענסינג
קוואַנטוםמיקראָוועלע אָפּטישטעכנאָלאָגיע גיט אויך אַ נייע מעטאָדע פֿאַר קאָמפּרעסירטע סענסינג פון ברייטבאַנד סיגנאַלן. ניצנדיק די ראַנדאָםקייט וואָס איז איינגעבוירן אין קוואַנטום דעטעקציע, האָבן פאָרשער דעמאָנסטרירט אַ קוואַנטום קאָמפּרעסירטע סענסינג סיסטעם וואָס איז טויגיק צו צוריקקריגן.10 גיגאהערץ רףספּעקטראַ. די סיסטעם מאָדולירט דעם RF סיגנאַל צום פּאָלאַריזאַציע צושטאַנד פֿון דעם קאָהערענטן פֿאָטאָן. איין-פֿאָטאָן דעטעקציע גיט דאַן אַ נאַטירלעכע ראַנדאָם מעסטונג מאַטריץ פֿאַר קאָמפּרעסירטע סענסינג. אויף דעם וועג קען דער ברייטבאַנד סיגנאַל ווערן צוריקגעשטעלט ביים יאַרניקוויסט סאַמפּלינג קורס.

קוואַנטום שליסל פאַרשפּרייטונג
אין צוגאב צו פארבעסערן טראדיציאנעלע מייקראַוועוו פאָטאָניק אַפּליקאַציעס, קען קוואַנטום טעכנאָלאָגיע אויך פֿאַרבעסערן קוואַנטום קאָמוניקאַציע סיסטעמען ווי קוואַנטום שליסל דיסטריביושאַן (QKD). די פאָרשער האָבן דעמאָנסטרירט סובקאַריער מולטיפּלעקס קוואַנטום שליסל דיסטריביושאַן (SCM-QKD) דורך מולטיפּלעקסינג מייקראַוועוו פאָטאָנס סובקאַריער אויף אַ קוואַנטום שליסל דיסטריביושאַן (QKD) סיסטעם. דאָס דערמעגלעכט קייפל אומאָפּהענגיקע קוואַנטום שליסלען צו ווערן טראַנסמיטטעד איבער אַ איין כוואַליע-לענג פון ליכט, דערמיט פאַרגרעסערנדיק ספּעקטראַל עפעקטיווקייט.
פיגור 2 ווייזט דעם קאנצעפט און עקספערימענטאלע רעזולטאטן פון די דואַל-קעריער SCM-QKD סיסטעם:

כאָטש קוואַנטום מייקראַווייוו פאָטאָניק טעכנאָלאָגיע איז פּראַמאַסינג, עס זענען נאָך עטלעכע טשאַלאַנדזשיז:
1. באגרענעצטע רעאל-צייט מעגלעכקייט: די איצטיקע סיסטעם פארלאנגט א סך אקומולאציע צייט צו רעקאנסטרואירן דעם סיגנאל.
2. שוועריקייטן צו האנדלען מיט אויסברוך/איינציקע סיגנאלן: די סטאטיסטישע נאטור פון דער רעקאנסטרוקציע באגרענעצט איר אנווענדבארקייט צו נישט-איבערחזרנדיקע סיגנאלן.
3. פארוואנדלען צו אן עכטע מייקראַוועוו כוואַליעפאָרם: נאָך טריט זענען נויטיק צו פארוואנדלען די רעקאָנסטרויִרטע היסטאָגראַם אין א נוצלעכע כוואַליעפאָרם.
4. אַפּאַראַט קעראַקטעריסטיקס: ווייטערדיקע שטודיע פון ​​​​די נאַטור פון קוואַנטום און מייקראַווייוו פאָטאָניק דעוויסעס אין קאַמביינד סיסטעמען איז דארף.
5. אינטעגראַציע: רובֿ סיסטעמען הייַנט נוצן גרויסע דיסקרעטע קאָמפּאָנענטן.

כדי צו אַדרעסירן די שוועריקייטן און פאָרשריטן דאָס פעלד, קומען ארויף אַ צאָל פּראָמיסינג פאָרשונג ריכטונגען:
1. אַנטוויקלען נייע מעטאָדן פֿאַר רעאַל-צייט סיגנאַל פּראַסעסינג און איין דעטעקציע.
2. אויספאָרשן נייע אַפּליקאַציעס וואָס נוצן הויך סענסיטיוויטי, אַזאַ ווי מעסטונג פון פליסיק מיקראָספערעס.
3. פאָרזעצן די רעאַליזאַציע פון ​​אינטעגרירטע פאָטאָנען און עלעקטראָנען צו רעדוצירן גרייס און קאָמפּלעקסיטעט.
4. שטודירן די פארבעסערטע ליכט-מאטעריע אינטעראקציע אין אינטעגרירטע קוואנטום מייקראַווייוו פאָטאָניק קרייזן.
5. קאָמבינירן קוואַנטום מייקראַווייוו פאָטאָן טעכנאָלאָגיע מיט אַנדערע אויפֿקומענדיקע קוואַנטום טעכנאָלאָגיעס.