క్వాంటం కమ్యూనికేషన్: అణువులు, అరుదైన భూమి మరియు ఆప్టికల్

క్వాంటం ఇన్ఫర్మేషన్ టెక్నాలజీ అనేది క్వాంటం మెకానిక్స్ ఆధారంగా కొత్త సమాచార సాంకేతిక పరిజ్ఞానం, ఇది ఉన్న భౌతిక సమాచారాన్ని ఎన్కోడ్ చేస్తుంది, లెక్కిస్తుంది మరియు ప్రసారం చేస్తుందిక్వాంటం వ్యవస్థ. క్వాంటం ఇన్ఫర్మేషన్ టెక్నాలజీ యొక్క అభివృద్ధి మరియు అనువర్తనం మమ్మల్ని “క్వాంటం యుగం” లోకి తీసుకువస్తుంది మరియు అధిక పని సామర్థ్యం, ​​మరింత సురక్షితమైన కమ్యూనికేషన్ పద్ధతులు మరియు మరింత సౌకర్యవంతమైన మరియు ఆకుపచ్చ జీవనశైలిని గ్రహిస్తుంది.

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

ఇటీవల, పారిస్‌లోని ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ కెమిస్ట్రీ మరియు కార్ల్స్‌రూహే ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీలో ఒక పరిశోధనా బృందం కలిసి ఆప్టికల్ యొక్క క్వాంటం సిస్టమ్స్‌లో అనువర్తనాల కోసం అరుదైన భూమి యూరోపియం అయాన్ల (EU³ +) ఆధారంగా పరమాణు క్రిస్టల్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని ప్రదర్శించింది. ఈ EU³ + మాలిక్యులర్ క్రిస్టల్ యొక్క అల్ట్రా-నారో లైన్‌విడ్త్ ఉద్గారం కాంతితో సమర్థవంతమైన పరస్పర చర్యను అనుమతిస్తుంది మరియు ముఖ్యమైన విలువను కలిగి ఉందని వారు కనుగొన్నారుక్వాంటం కమ్యూనికేషన్మరియు క్వాంటం కంప్యూటింగ్.

మూర్తి 1: అరుదైన భూమి యూరోపియం మాలిక్యులర్ స్ఫటికాల ఆధారంగా క్వాంటం కమ్యూనికేషన్

క్వాంటం స్థితులను సూపర్మోస్ చేయవచ్చు, కాబట్టి క్వాంటం సమాచారాన్ని సూపర్మోస్ చేయవచ్చు. ఒకే క్విట్ ఏకకాలంలో 0 మరియు 1 మధ్య వివిధ రకాల రాష్ట్రాలను సూచిస్తుంది, ఇది బ్యాచ్‌లలో సమాంతరంగా డేటాను ప్రాసెస్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. ఫలితంగా, సాంప్రదాయ డిజిటల్ కంప్యూటర్లతో పోలిస్తే క్వాంటం కంప్యూటర్ల కంప్యూటింగ్ శక్తి విపరీతంగా పెరుగుతుంది. ఏదేమైనా, గణన కార్యకలాపాలను నిర్వహించడానికి, క్విట్స్ యొక్క సూపర్ స్థానం కొంతకాలం స్థిరంగా కొనసాగగలగాలి. క్వాంటం మెకానిక్స్లో, ఈ స్థిరత్వాన్ని కోహరెన్స్ లైఫ్ టైం అంటారు. సంక్లిష్ట అణువుల యొక్క అణు స్పిన్‌లు సుదీర్ఘ పొడి జీవితకాలంతో సూపర్‌పోజిషన్ స్థితులను సాధించగలవు ఎందుకంటే అణు స్పిన్‌లపై పర్యావరణ ప్రభావం సమర్థవంతంగా కవచం అవుతుంది.

అరుదైన భూమి అయాన్లు మరియు పరమాణు స్ఫటికాలు క్వాంటం టెక్నాలజీలో ఉపయోగించబడిన రెండు వ్యవస్థలు. అరుదైన భూమి అయాన్లు అద్భుతమైన ఆప్టికల్ మరియు స్పిన్ లక్షణాలను కలిగి ఉన్నాయి, కానీ అవి విలీనం చేయడం కష్టంఆప్టికల్ పరికరాలు. మాలిక్యులర్ స్ఫటికాలు ఏకీకృతం కావడం సులభం, కానీ స్పిన్ మరియు కాంతి మధ్య నమ్మకమైన సంబంధాన్ని ఏర్పరచడం కష్టం ఎందుకంటే ఉద్గార బ్యాండ్లు చాలా వెడల్పుగా ఉంటాయి.

ఈ పనిలో అభివృద్ధి చేయబడిన అరుదైన భూమి పరమాణు స్ఫటికాలు ఆ రెండింటి యొక్క ప్రయోజనాలను చక్కగా మిళితం చేస్తాయి, లేజర్ ఉత్తేజితంలో, EU³ + అణు స్పిన్ గురించి సమాచారాన్ని మోసే ఫోటాన్లను విడుదల చేయగలదు. నిర్దిష్ట లేజర్ ప్రయోగాల ద్వారా, సమర్థవంతమైన ఆప్టికల్/న్యూక్లియర్ స్పిన్ ఇంటర్ఫేస్ ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. ఈ ప్రాతిపదికన, పరిశోధకులు అణు స్పిన్ స్థాయి చిరునామా, ఫోటాన్ల పొందికైన నిల్వ మరియు మొదటి క్వాంటం ఆపరేషన్ అమలును మరింత గ్రహించారు.

సమర్థవంతమైన క్వాంటం కంప్యూటింగ్ కోసం, బహుళ చిక్కుబడ్డ క్విట్స్ సాధారణంగా అవసరం. పై పరమాణు స్ఫటికాలలో EU³ + విచ్చలవిడి ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ కలపడం ద్వారా క్వాంటం చిక్కును సాధించగలదని పరిశోధకులు నిరూపించారు, తద్వారా క్వాంటం ఇన్ఫర్మేషన్ ప్రాసెసింగ్‌ను అనుమతిస్తుంది. పరమాణు స్ఫటికాలలో బహుళ అరుదైన భూమి అయాన్లు ఉన్నందున, సాపేక్షంగా అధిక క్విట్ సాంద్రతలను సాధించవచ్చు.

క్వాంటం కంప్యూటింగ్ కోసం మరొక అవసరం వ్యక్తిగత క్విట్స్ యొక్క చిరునామా. ఈ పనిలో ఆప్టికల్ అడ్రసింగ్ టెక్నిక్ పఠన వేగాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది మరియు సర్క్యూట్ సిగ్నల్ యొక్క జోక్యాన్ని నివారించవచ్చు. మునుపటి అధ్యయనాలతో పోలిస్తే, ఈ పనిలో నివేదించబడిన EU³ + మాలిక్యులర్ స్ఫటికాల యొక్క ఆప్టికల్ పొందిక వెయ్యి రెట్లు మెరుగుపడుతుంది, తద్వారా అణు స్పిన్ స్థితులను ఒక నిర్దిష్ట మార్గంలో ఆప్టికల్‌గా మార్చవచ్చు.

రిమోట్ క్వాంటం కమ్యూనికేషన్ కోసం క్వాంటం కంప్యూటర్లను కనెక్ట్ చేయడానికి సుదూర క్వాంటం సమాచార పంపిణీకి ఆప్టికల్ సిగ్నల్స్ కూడా అనుకూలంగా ఉంటాయి. ప్రకాశించే సిగ్నల్‌ను పెంచడానికి కొత్త EU³ + మాలిక్యులర్ స్ఫటికాలను ఫోటోనిక్ నిర్మాణంలోకి అనుసంధానించడానికి మరింత పరిశీలన ఇవ్వవచ్చు. ఈ పని అరుదైన భూమి అణువులను క్వాంటం ఇంటర్నెట్‌కు ప్రాతిపదికగా ఉపయోగిస్తుంది మరియు భవిష్యత్ క్వాంటం కమ్యూనికేషన్ నిర్మాణాల వైపు ఒక ముఖ్యమైన అడుగు వేస్తుంది.