Teknolojia ya macho ya microwave ya quantum

Kwantumumicrowave optikiteknolojia
Teknolojia ya macho ya maikroweviimekuwa uwanja wenye nguvu, ikichanganya faida za teknolojia ya macho na microwave katika usindikaji wa mawimbi, mawasiliano, kuhisi na vipengele vingine. Hata hivyo, mifumo ya kawaida ya fotoniki ya microwave inakabiliwa na mapungufu muhimu, hasa katika suala la kipimo data na unyeti. Ili kushinda changamoto hizi, watafiti wanaanza kuchunguza fotoniki za microwave za quantum - uwanja mpya wa kusisimua unaochanganya dhana za teknolojia ya quantum na fotoniki 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 jadikigunduzi cha pichakatikakiungo cha fotoni cha microwaveyenye kigunduzi cha picha cha fotoni moja chenye unyeti mkubwa. Hii inaruhusu mfumo kufanya kazi katika viwango vya chini sana vya nguvu ya macho, hata hadi kiwango cha fotoni moja, huku pia ikiweza kuongeza kipimo data.
Mifumo ya kawaida ya fotoni ya maikrowevu ya kwanta ni pamoja na: 1. Vyanzo vya fotoni moja (km, leza zilizopunguzwa 2.Kidhibiti cha electro-optickwa ajili ya kusimba ishara za microwave/RF 3. Kipengele cha usindikaji wa mawimbi ya macho 4. Vigunduzi vya fotoni moja (km vigunduzi vya nanowaya vinavyotumia nguvu nyingi) 5. Vifaa vya kielektroniki vya Kuhesabu fotoni moja vinavyotegemea muda (TCSPC)
Mchoro 1 unaonyesha ulinganisho kati ya viungo vya fotoni vya microwave vya kitamaduni na viungo vya fotoni vya microwave vya quantum:

Tofauti kuu ni matumizi ya vigunduzi vya fotoni moja na moduli za TCSPC badala ya fotodiodi za kasi ya juu. Hii huwezesha kugundua mawimbi dhaifu sana, huku ikitumainiwa kusukuma kipimo data zaidi ya mipaka ya vigunduzi vya fotoni vya kawaida.

Mpango wa kugundua fotoni moja
Mpango wa kugundua fotoni moja ni muhimu sana kwa mifumo ya fotoni ya microwave ya quantum. Kanuni ya kufanya kazi ni kama ifuatavyo: 1. Ishara ya kichocheo cha mara kwa mara iliyosawazishwa na ishara iliyopimwa hutumwa kwenye moduli ya TCSPC. 2. Kigunduzi cha fotoni moja hutoa mfululizo wa mapigo yanayowakilisha fotoni zilizogunduliwa. 3. Moduli ya TCSPC hupima tofauti ya muda kati ya ishara ya kichocheo na kila fotoni iliyogunduliwa. 4. Baada ya mizunguko kadhaa ya kichocheo, histogramu ya muda wa kugundua huanzishwa. 5. Histogramu inaweza kujenga upya umbo la wimbi la ishara ya asili. Kihisabati, inaweza kuonyeshwa kwamba uwezekano wa kugundua fotoni kwa wakati fulani ni sawia na nguvu ya macho wakati huo. Kwa hivyo, histogramu ya muda wa kugundua inaweza kuwakilisha kwa usahihi umbo la wimbi la ishara iliyopimwa.

Faida muhimu za teknolojia ya macho ya microwave ya quantum
Ikilinganishwa na mifumo ya kawaida ya macho ya microwave, fotoniki za microwave za quantum zina faida kadhaa muhimu: 1. Unyeti wa hali ya juu sana: Hugundua ishara dhaifu sana hadi kiwango cha fotoni moja. 2. Ongezeko la kipimo data: halizuiliwi na kipimo data cha kigunduzi cha picha, huathiriwa tu na mtetemo wa muda wa kigunduzi cha fotoni moja. 3. Kinga iliyoimarishwa ya kuzuia kuingiliwa: Ujenzi mpya wa TCSPC unaweza kuchuja ishara ambazo hazijafungwa kwenye kichocheo. 4. Kelele ya chini: Epuka kelele inayosababishwa na ugunduzi wa kawaida wa fotoelectric na ukuzaji.