క్వాంటం మైక్రోవేవ్ ఫోటోనిక్స్ టెక్నాలజీ యొక్క అనువర్తనం

క్వాంటం యొక్క అనువర్తనంమైక్రోవేవ్ ఫోటోనిక్స్ టెక్నాలజీ

బలహీనమైన సిగ్నల్ గుర్తింపు
క్వాంటం మైక్రోవేవ్ ఫోటోనిక్స్ టెక్నాలజీ యొక్క అత్యంత ఆశాజనక అనువర్తనాల్లో ఒకటి చాలా బలహీనమైన మైక్రోవేవ్/RF సిగ్నల్‌లను గుర్తించడం. ఒకే ఫోటాన్ గుర్తింపును ఉపయోగించడం ద్వారా, ఈ వ్యవస్థలు సాంప్రదాయ పద్ధతుల కంటే చాలా సున్నితమైనవి. ఉదాహరణకు, పరిశోధకులు క్వాంటం మైక్రోవేవ్ ఫోటోనిక్ వ్యవస్థను ప్రదర్శించారు, ఇది సిగ్నల్‌లను -112.8 dBM కంటే తక్కువ ఎలక్ట్రానిక్ యాంప్లిఫికేషన్ లేకుండా గుర్తించగలదు. ఈ అల్ట్రా-హై సున్నితత్వం లోతైన అంతరిక్ష సమాచార మార్పిడి వంటి అనువర్తనాలకు అనువైనది.

మైక్రోవేవ్ ఫోటోనిక్స్సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్
క్వాంటం మైక్రోవేవ్ ఫోటోనిక్స్ దశ షిఫ్టింగ్ మరియు ఫిల్టరింగ్ వంటి హై-బ్యాండ్‌విడ్త్ సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్ ఫంక్షన్లను కూడా అమలు చేస్తుంది. చెదరగొట్టే ఆప్టికల్ మూలకాన్ని ఉపయోగించడం ద్వారా మరియు కాంతి తరంగదైర్ఘ్యాన్ని సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా, RF దశ 8 GHz RF వడపోత బ్యాండ్‌విడ్త్‌ల వరకు 8 GHz వరకు మారుతుంది అనే వాస్తవాన్ని పరిశోధకులు ప్రదర్శించారు. ముఖ్యముగా, ఈ లక్షణాలు అన్నీ 3 GHz ఎలక్ట్రానిక్స్ ఉపయోగించి సాధించబడతాయి, ఇది పనితీరు సాంప్రదాయ బ్యాండ్‌విడ్త్ పరిమితులను మించిందని చూపిస్తుంది

టైమ్ మ్యాపింగ్ నుండి స్థానికేతర పౌన frequency పున్యం
క్వాంటం ఎంటాంగిల్మెంట్ ద్వారా తీసుకువచ్చిన ఒక ఆసక్తికరమైన సామర్ధ్యం ఎప్పటికప్పుడు స్థానికేతర పౌన frequency పున్యాన్ని మ్యాపింగ్ చేయడం. ఈ టెక్నిక్ నిరంతర-వేవ్ పంప్డ్ సింగిల్-ఫోటాన్ మూలం యొక్క స్పెక్ట్రంను రిమోట్ ప్రదేశంలో టైమ్ డొమైన్‌కు మ్యాప్ చేయగలదు. వ్యవస్థ చిక్కుకున్న ఫోటాన్ జతలను ఉపయోగిస్తుంది, దీనిలో ఒక పుంజం స్పెక్ట్రల్ ఫిల్టర్ గుండా వెళుతుంది మరియు మరొకటి చెదరగొట్టే మూలకం గుండా వెళుతుంది. చిక్కుకున్న ఫోటాన్ల యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ ఆధారపడటం కారణంగా, స్పెక్ట్రల్ ఫిల్టరింగ్ మోడ్ టైమ్ డొమైన్‌కు లొంగిల్ చేయని మ్యాప్ చేయబడుతుంది.
మూర్తి 1 ఈ భావనను వివరిస్తుంది:

ఈ పద్ధతి కొలిచిన కాంతి మూలాన్ని నేరుగా మార్చకుండా సౌకర్యవంతమైన వర్ణపట కొలతను సాధించగలదు.

కంప్రెస్డ్ సెన్సింగ్
క్వాంటంమైక్రోవేవ్ ఆప్టికల్బ్రాడ్‌బ్యాండ్ సిగ్నల్స్ యొక్క సంపీడన సెన్సింగ్ కోసం టెక్నాలజీ కొత్త పద్ధతిని కూడా అందిస్తుంది. క్వాంటం డిటెక్షన్‌లో అంతర్లీనంగా ఉన్న యాదృచ్ఛికతను ఉపయోగించి, పరిశోధకులు కోలుకోగల సామర్థ్యం గల క్వాంటం కంప్రెస్డ్ సెన్సింగ్ సిస్టమ్‌ను ప్రదర్శించారు10 GHz rfస్పెక్ట్రా. సిస్టమ్ RF సిగ్నల్‌ను పొందికైన ఫోటాన్ యొక్క ధ్రువణ స్థితికి మాడ్యులేట్ చేస్తుంది. సింగిల్-ఫోటాన్ డిటెక్షన్ అప్పుడు సంపీడన సెన్సింగ్ కోసం సహజమైన యాదృచ్ఛిక కొలత మాతృకను అందిస్తుంది. ఈ విధంగా, బ్రాడ్‌బ్యాండ్ సిగ్నల్‌ను యార్నిక్విస్ట్ నమూనా రేటు వద్ద పునరుద్ధరించవచ్చు.

క్వాంటం కీ పంపిణీ
సాంప్రదాయ మైక్రోవేవ్ ఫోటోనిక్ అనువర్తనాలను పెంచడంతో పాటు, క్వాంటం టెక్నాలజీ క్వాంటం కీ డిస్ట్రిబ్యూషన్ (క్యూకెడి) వంటి క్వాంటం కమ్యూనికేషన్ వ్యవస్థలను కూడా మెరుగుపరుస్తుంది. క్వాంటం కీ డిస్ట్రిబ్యూషన్ (క్యూకెడి) వ్యవస్థపై మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ల సబ్‌కారియర్‌ను మల్టీప్లెక్స్ చేయడం ద్వారా పరిశోధకులు సబ్‌కారియర్ మల్టీప్లెక్స్ క్వాంటం కీ డిస్ట్రిబ్యూషన్ (ఎస్సిఎం-క్యూకెడి) ను ప్రదర్శించారు. ఇది బహుళ స్వతంత్ర క్వాంటం కీలను కాంతి యొక్క ఒకే తరంగదైర్ఘ్యం ద్వారా ప్రసారం చేయడానికి అనుమతిస్తుంది, తద్వారా స్పెక్ట్రల్ సామర్థ్యం పెరుగుతుంది.
మూర్తి 2 ద్వంద్వ-క్యారియర్ SCM-QKD వ్యవస్థ యొక్క భావన మరియు ప్రయోగాత్మక ఫలితాలను చూపిస్తుంది:

క్వాంటం మైక్రోవేవ్ ఫోటోనిక్స్ టెక్నాలజీ ఆశాజనకంగా ఉన్నప్పటికీ, ఇంకా కొన్ని సవాళ్లు ఉన్నాయి:
1. పరిమిత రియల్ టైమ్ సామర్ధ్యం: ప్రస్తుత వ్యవస్థకు సిగ్నల్‌ను పునర్నిర్మించడానికి చాలా సంచిత సమయం అవసరం.
2. పేలుడు/సింగిల్ సిగ్నల్‌లతో వ్యవహరించడంలో ఇబ్బంది: పునర్నిర్మాణం యొక్క గణాంక స్వభావం దాని వర్తనీయతను పునరావృతం చేయని సంకేతాలకు పరిమితం చేస్తుంది.
3. నిజమైన మైక్రోవేవ్ తరంగ రూపంగా మార్చండి: పునర్నిర్మించిన హిస్టోగ్రామ్‌ను ఉపయోగపడే తరంగ రూపంగా మార్చడానికి అదనపు దశలు అవసరం.
4. పరికర లక్షణాలు: సంయుక్త వ్యవస్థలలో క్వాంటం మరియు మైక్రోవేవ్ ఫోటోనిక్ పరికరాల ప్రవర్తన గురించి మరింత అధ్యయనం అవసరం.
5. ఇంటిగ్రేషన్: ఈ రోజు చాలా వ్యవస్థలు స్థూలమైన వివిక్త భాగాలను ఉపయోగిస్తాయి.

ఈ సవాళ్లను పరిష్కరించడానికి మరియు క్షేత్రాన్ని ముందుకు తీసుకెళ్లడానికి, అనేక మంచి పరిశోధన ఆదేశాలు వెలువడుతున్నాయి:
1. రియల్ టైమ్ సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్ మరియు సింగిల్ డిటెక్షన్ కోసం కొత్త పద్ధతులను అభివృద్ధి చేయండి.
2. ద్రవ మైక్రోస్పియర్ కొలత వంటి అధిక సున్నితత్వాన్ని ఉపయోగించుకునే కొత్త అనువర్తనాలను అన్వేషించండి.
3. పరిమాణం మరియు సంక్లిష్టతను తగ్గించడానికి ఇంటిగ్రేటెడ్ ఫోటాన్లు మరియు ఎలక్ట్రాన్ల సాక్షాత్కారాన్ని కొనసాగించండి.
4. ఇంటిగ్రేటెడ్ క్వాంటం మైక్రోవేవ్ ఫోటోనిక్ సర్క్యూట్లలో మెరుగైన లైట్-మ్యాటర్ ఇంటరాక్షన్ అధ్యయనం చేయండి.
5. క్వాంటం మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ టెక్నాలజీని ఇతర అభివృద్ధి చెందుతున్న క్వాంటం టెక్నాలజీలతో కలపండి.