Teknolojia ya macho ya microwave ya Quantum

Quantummicrowave machoteknolojia
Teknolojia ya macho ya microwaveimekuwa uwanja wenye nguvu, unaochanganya faida za teknolojia ya macho na microwave katika usindikaji wa ishara, mawasiliano, kuhisi na mambo mengine. Hata hivyo, mifumo ya kawaida ya picha za microwave inakabiliwa na vikwazo fulani, hasa katika suala la bandwidth na unyeti. Ili kuondokana na changamoto hizi, watafiti wanaanza kuchunguza picha za quantum microwave - uwanja mpya wa kusisimua ambao unachanganya dhana za teknolojia ya quantum na picha za microwave.

Misingi ya teknolojia ya macho ya microwave ya quantum
Msingi wa teknolojia ya macho ya microwave ya quantum ni kuchukua nafasi ya macho ya jadikigundua pichakatikakiungo cha microwave photonyenye unyeti wa hali ya juu wa kigundua fotoni moja. Hii inaruhusu mfumo kufanya kazi kwa viwango vya chini sana vya nguvu za macho, hata chini hadi kiwango cha fotoni moja, huku pia uwezekano wa kuongeza kipimo data.
Mifumo ya kawaida ya picha za microwave ya quantum ni pamoja na: 1. Vyanzo vya fotoni moja (km, leza zilizopunguzwa 2.Moduli ya elektro-optickwa usimbaji ishara za microwave/RF 3. Sehemu ya usindikaji wa mawimbi ya macho4. Vigunduzi vya fotoni moja (km vigunduzi vya Superconducting nanowire) 5. Vifaa vya kielektroniki vya Kuhesabu fotoni moja vinavyotegemea wakati (TCSPC)
Kielelezo cha 1 kinaonyesha ulinganisho kati ya viungo vya fotoni vya microwave vya kitamaduni na viungo vya picha za microwave za quantum:

Tofauti kuu ni matumizi ya vigunduzi vya fotoni moja na moduli za TCSPC badala ya fotodiodi za kasi ya juu. Hii huwezesha ugunduzi wa mawimbi dhaifu sana, huku kwa matumaini ikisukuma kipimo data kupita mipaka ya vitambua picha vya kitamaduni.

Mpango mmoja wa kugundua fotoni
Mpango wa kugundua fotoni moja ni muhimu sana kwa mifumo ya fotoni ya microwave ya quantum. Kanuni ya kazi ni kama ifuatavyo: 1. Ishara ya kichochezi ya mara kwa mara iliyolandanishwa na ishara iliyopimwa inatumwa kwa moduli ya TCSPC. 2. Kigunduzi kimoja cha fotoni hutoa msururu wa mipigo inayowakilisha fotoni zilizotambuliwa. 3. Moduli ya TCSPC hupima tofauti ya muda kati ya mawimbi ya kichochezi na kila fotoni iliyotambuliwa. 4. Baada ya vitanzi kadhaa vya trigger, histogram ya wakati wa kugundua imeanzishwa. 5. Histogram inaweza kuunda upya muundo wa wimbi la ishara ya asili.Kihisabati, inaweza kuonyeshwa kuwa uwezekano wa kugundua fotoni kwa wakati fulani ni sawia na nguvu ya macho wakati huo. Kwa hiyo, histogram ya muda wa kugundua inaweza kuwakilisha kwa usahihi fomu ya wimbi la ishara iliyopimwa.

Faida muhimu za teknolojia ya macho ya microwave ya quantum
Ikilinganishwa na mifumo ya kitamaduni ya macho ya microwave, picha za microwave za quantum zina faida kadhaa muhimu: 1. Unyeti wa hali ya juu sana: Hutambua ishara dhaifu sana hadi kiwango cha fotoni moja. 2. Ongezeko la Bandwidth: sio mdogo na bandwidth ya photodetector, tu huathiriwa na jitter ya muda ya detector moja ya photon. 3. Uzuiaji mwingiliano ulioimarishwa: Uundaji upya wa TCSPC unaweza kuchuja ishara ambazo hazijafungwa kwenye kichochezi. 4. Kelele ya chini: Epuka kelele inayosababishwa na ugunduzi wa kawaida wa umeme wa picha na ukuzaji.