Utumiaji wa teknolojia ya picha za microwave ya quantum

Utumiaji wa quantumteknolojia ya picha za microwave

Utambuzi dhaifu wa ishara
Mojawapo ya matumizi mazuri ya teknolojia ya picha za microwave ya quantum ni kugundua mawimbi dhaifu sana ya microwave/RF. Kwa kutumia ugunduzi wa fotoni moja, mifumo hii ni nyeti zaidi kuliko mbinu za jadi. Kwa mfano, watafiti wameonyesha mfumo wa picha wa microwave wa quantum ambao unaweza kugundua mawimbi ya chini kama -112.8 dBm bila ukuzaji wowote wa kielektroniki. Unyeti huu wa hali ya juu huifanya kuwa bora kwa programu kama vile mawasiliano ya anga ya kina.

Picha za microwaveusindikaji wa ishara
Picha za microwave za Quantum pia hutekeleza utendakazi wa usindikaji wa mawimbi ya kipimo data cha juu kama vile kuhamisha awamu na kuchuja. Kwa kutumia kipengele cha macho cha kutawanya na kurekebisha urefu wa mawimbi ya mwanga, watafiti walionyesha ukweli kwamba awamu ya RF hubadilika hadi 8 GHz RF ya kuchuja bandwidth hadi 8 GHz. Muhimu, vipengele hivi vyote vinafikiwa kwa kutumia vifaa vya kielektroniki vya GHz 3, ambayo inaonyesha kuwa utendakazi unazidi kikomo cha kawaida cha kipimo data.

Uchoraji wa wakati usio wa karibu nawe
Uwezo mmoja wa kuvutia unaoletwa na msongamano wa quantum ni uchoraji wa ramani ya masafa yasiyo ya eneo kwa wakati. Mbinu hii inaweza kuweka ramani ya wigo wa chanzo cha fotoni moja inayosukumwa na wimbi-endelevu hadi kwenye kikoa cha saa kilicho katika eneo la mbali. Mfumo hutumia jozi za photoni zilizoingizwa ambazo boriti moja hupita kupitia chujio cha spectral na nyingine hupitia kipengele cha kutawanya. Kwa sababu ya utegemezi wa marudio wa fotoni zilizonaswa, modi ya uchujaji wa taswira inawekwa kwenye ramani isiyo ya ndani kwa kikoa cha saa.
Kielelezo cha 1 kinaonyesha dhana hii:

Njia hii inaweza kufikia kipimo cha spectral nyumbufu bila kudhibiti moja kwa moja chanzo cha mwanga kilichopimwa.

Hisia iliyobanwa
Quantummicrowave machoteknolojia pia hutoa mbinu mpya ya kuhisi kwa kubana kwa mawimbi ya broadband. Kwa kutumia nasibu asili katika ugunduzi wa quantum, watafiti wameonyesha mfumo wa kuhisi ulioshinikizwa wa quantum ambao unaweza kupona.10 GHz RFspectra. Mfumo hurekebisha ishara ya RF kwa hali ya mgawanyiko wa fotoni thabiti. Ugunduzi wa fotoni moja kisha hutoa matrix ya kipimo asilia bila mpangilio kwa hisia iliyobanwa. Kwa njia hii, ishara ya broadband inaweza kurejeshwa kwa kiwango cha sampuli ya Yarnyquist.

Usambazaji wa ufunguo wa Quantum
Kando na kuimarisha utumizi wa picha wa microwave wa jadi, teknolojia ya quantum pia inaweza kuboresha mifumo ya mawasiliano ya kiasi kama vile usambazaji wa vitufe vya quantum (QKD). Watafiti walionyesha usambazaji wa ufunguo wa quantum wa mtoa huduma mdogo (SCM-QKD) kwa kuzidisha kibeba fotoni za microwave kwenye mfumo wa usambazaji wa ufunguo wa quantum (QKD). Hii inaruhusu funguo nyingi zinazojitegemea za quantum kupitishwa kwa urefu mmoja wa mawimbi ya mwanga, na hivyo kuongeza ufanisi wa taswira.
Kielelezo cha 2 kinaonyesha dhana na matokeo ya majaribio ya mfumo wa wabebaji wawili wa SCM-QKD:

Ingawa teknolojia ya picha za quantum microwave inatia matumaini, bado kuna changamoto kadhaa:
1. Uwezo mdogo wa wakati halisi: Mfumo wa sasa unahitaji muda mwingi wa mkusanyiko ili kuunda upya mawimbi.
2. Ugumu wa kushughulika na ishara za mlipuko/moja: Hali ya takwimu ya uundaji upya inazuia utumiaji wake kwa ishara zisizorudiwa.
3. Geuza hadi muundo halisi wa mawimbi ya microwave: Hatua za ziada zinahitajika ili kubadilisha histogram iliyojengwa upya kuwa muundo unaoweza kutumika.
4. Sifa za kifaa: Utafiti zaidi wa tabia ya vifaa vya picha vya quantum na microwave katika mifumo iliyounganishwa inahitajika.
5. Muunganisho: Mifumo mingi leo hutumia vipengee vingi tofauti.

Ili kukabiliana na changamoto hizi na kuendeleza uwanja, idadi ya maelekezo ya utafiti yenye kuahidi yanajitokeza:
1. Tengeneza mbinu mpya za usindikaji wa mawimbi ya wakati halisi na ugunduzi mmoja.
2. Chunguza programu mpya zinazotumia usikivu wa juu, kama vile kipimo cha maikrofoni.
3. Fuatilia utambuzi wa fotoni na elektroni zilizounganishwa ili kupunguza ukubwa na utata.
4. Jifunze mwingiliano ulioimarishwa wa jambo la mwanga katika saketi za picha za microwave za quantum.
5. Kuchanganya teknolojia ya quantum microwave photon na teknolojia nyingine zinazoibuka za quantum.