క్వాంటం కమ్యూనికేషన్: అణువులు, అరుదైన భూమి మరియు ఆప్టికల్

క్వాంటం ఇన్ఫర్మేషన్ టెక్నాలజీ అనేది క్వాంటం మెకానిక్స్ ఆధారంగా ఒక కొత్త సమాచార సాంకేతికత, ఇది ఇందులో ఉన్న భౌతిక సమాచారాన్ని ఎన్కోడ్ చేస్తుంది, గణిస్తుంది మరియు ప్రసారం చేస్తుందిక్వాంటం వ్యవస్థ. క్వాంటం ఇన్ఫర్మేషన్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధి మరియు అప్లికేషన్ మనల్ని "క్వాంటం యుగం"లోకి తీసుకువస్తుంది మరియు అధిక పని సామర్థ్యం, ​​మరింత సురక్షితమైన కమ్యూనికేషన్ పద్ధతులు మరియు మరింత సౌకర్యవంతమైన మరియు ఆకుపచ్చ జీవనశైలిని గ్రహించడం.

క్వాంటం వ్యవస్థల మధ్య కమ్యూనికేషన్ యొక్క సామర్థ్యం కాంతితో సంకర్షణ చెందగల సామర్థ్యంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అయినప్పటికీ, ఆప్టికల్ యొక్క క్వాంటం లక్షణాల యొక్క పూర్తి ప్రయోజనాన్ని పొందగల పదార్థాన్ని కనుగొనడం చాలా కష్టం.

ఇటీవల, ప్యారిస్‌లోని ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ కెమిస్ట్రీ మరియు కార్ల్స్‌రూ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీలోని ఒక పరిశోధనా బృందం కలిసి ఆప్టికల్‌లోని క్వాంటం సిస్టమ్స్‌లో అప్లికేషన్‌ల కోసం అరుదైన ఎర్త్ యూరోపియం అయాన్‌ల (Eu³ +) ఆధారంగా మాలిక్యులర్ క్రిస్టల్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని ప్రదర్శించింది. ఈ Eu³ + మాలిక్యులర్ క్రిస్టల్ యొక్క అల్ట్రా-ఇరుకైన లైన్‌విడ్త్ ఉద్గారం కాంతితో సమర్థవంతమైన పరస్పర చర్యను అనుమతిస్తుంది మరియు ముఖ్యమైన విలువను కలిగి ఉందని వారు కనుగొన్నారు.క్వాంటం కమ్యూనికేషన్మరియు క్వాంటం కంప్యూటింగ్.

మూర్తి 1: అరుదైన భూమి యూరోపియం మాలిక్యులర్ స్ఫటికాలపై ఆధారపడిన క్వాంటం కమ్యూనికేషన్

క్వాంటం స్థితులను సూపర్మోస్ చేయవచ్చు, కాబట్టి క్వాంటం సమాచారాన్ని సూపర్మోస్ చేయవచ్చు. ఒకే క్విట్ 0 మరియు 1 మధ్య వివిధ రకాలైన వివిధ స్థితులను ఏకకాలంలో సూచిస్తుంది, ఇది బ్యాచ్‌లలో డేటాను సమాంతరంగా ప్రాసెస్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. ఫలితంగా, సాంప్రదాయ డిజిటల్ కంప్యూటర్లతో పోలిస్తే క్వాంటం కంప్యూటర్ల కంప్యూటింగ్ శక్తి విపరీతంగా పెరుగుతుంది. అయినప్పటికీ, గణన కార్యకలాపాలను నిర్వహించడానికి, క్విట్‌ల సూపర్‌పొజిషన్ కొంత కాలం పాటు స్థిరంగా ఉండగలగాలి. క్వాంటం మెకానిక్స్‌లో, స్థిరత్వం యొక్క ఈ కాలాన్ని పొందిక జీవితకాలం అంటారు. సంక్లిష్ట అణువుల అణు స్పిన్‌లు సుదీర్ఘ పొడి జీవితకాలాలతో సూపర్‌పొజిషన్ స్థితులను సాధించగలవు ఎందుకంటే న్యూక్లియర్ స్పిన్‌లపై పర్యావరణ ప్రభావం సమర్థవంతంగా రక్షింపబడుతుంది.

అరుదైన భూమి అయాన్లు మరియు మాలిక్యులర్ స్ఫటికాలు క్వాంటం టెక్నాలజీలో ఉపయోగించిన రెండు వ్యవస్థలు. అరుదైన ఎర్త్ అయాన్లు అద్భుతమైన ఆప్టికల్ మరియు స్పిన్ లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి, కానీ వాటిని విలీనం చేయడం కష్టంఆప్టికల్ పరికరాలు. మాలిక్యులర్ స్ఫటికాలు ఏకీకృతం చేయడం సులభం, కానీ ఉద్గార బ్యాండ్‌లు చాలా వెడల్పుగా ఉన్నందున స్పిన్ మరియు లైట్ మధ్య విశ్వసనీయ సంబంధాన్ని ఏర్పరచడం కష్టం.

ఈ పనిలో అభివృద్ధి చేయబడిన అరుదైన భూమి మాలిక్యులర్ స్ఫటికాలు రెండింటి ప్రయోజనాలను చక్కగా మిళితం చేస్తాయి, లేజర్ ఉత్తేజితం కింద, Eu³ + న్యూక్లియర్ స్పిన్ గురించి సమాచారాన్ని మోసే ఫోటాన్‌లను విడుదల చేయగలదు. నిర్దిష్ట లేజర్ ప్రయోగాల ద్వారా, సమర్థవంతమైన ఆప్టికల్/న్యూక్లియర్ స్పిన్ ఇంటర్‌ఫేస్‌ను రూపొందించవచ్చు. దీని ఆధారంగా, పరిశోధకులు అణు స్పిన్ స్థాయి చిరునామా, ఫోటాన్‌ల పొందికైన నిల్వ మరియు మొదటి క్వాంటం ఆపరేషన్ అమలును మరింతగా గ్రహించారు.

సమర్థవంతమైన క్వాంటం కంప్యూటింగ్ కోసం, బహుళ చిక్కుబడ్డ క్విట్‌లు సాధారణంగా అవసరమవుతాయి. పైన పేర్కొన్న పరమాణు స్ఫటికాలలోని Eu³ + విచ్చలవిడి విద్యుత్ క్షేత్ర కలపడం ద్వారా క్వాంటం చిక్కును సాధించగలదని, తద్వారా క్వాంటం సమాచార ప్రాసెసింగ్‌ను ప్రారంభించవచ్చని పరిశోధకులు నిరూపించారు. పరమాణు స్ఫటికాలు బహుళ అరుదైన భూమి అయాన్లను కలిగి ఉన్నందున, సాపేక్షంగా అధిక క్విట్ సాంద్రతలను సాధించవచ్చు.

క్వాంటం కంప్యూటింగ్ కోసం మరొక అవసరం వ్యక్తిగత క్విట్‌ల చిరునామా. ఈ పనిలోని ఆప్టికల్ అడ్రసింగ్ టెక్నిక్ పఠన వేగాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది మరియు సర్క్యూట్ సిగ్నల్ యొక్క జోక్యాన్ని నిరోధించవచ్చు. మునుపటి అధ్యయనాలతో పోలిస్తే, ఈ పనిలో నివేదించబడిన Eu³ + మాలిక్యులర్ స్ఫటికాల యొక్క ఆప్టికల్ కోహెరెన్స్ సుమారు వెయ్యి రెట్లు మెరుగుపడింది, తద్వారా న్యూక్లియర్ స్పిన్ స్టేట్‌లను ఒక నిర్దిష్ట మార్గంలో ఆప్టికల్‌గా మార్చవచ్చు.

రిమోట్ క్వాంటం కమ్యూనికేషన్ కోసం క్వాంటం కంప్యూటర్లను కనెక్ట్ చేయడానికి సుదూర క్వాంటం సమాచార పంపిణీకి ఆప్టికల్ సిగ్నల్స్ కూడా అనుకూలంగా ఉంటాయి. ప్రకాశించే సిగ్నల్‌ను మెరుగుపరచడానికి ఫోటోనిక్ నిర్మాణంలో కొత్త Eu³ + మాలిక్యులర్ స్ఫటికాల ఏకీకరణకు మరింత పరిశీలన ఇవ్వబడుతుంది. ఈ పని క్వాంటం ఇంటర్నెట్‌కు ఆధారంగా అరుదైన భూమి అణువులను ఉపయోగిస్తుంది మరియు భవిష్యత్ క్వాంటం కమ్యూనికేషన్ ఆర్కిటెక్చర్‌ల వైపు ఒక ముఖ్యమైన అడుగు వేస్తుంది.