ක්වොන්ටම් මයික්‍රෝවේව් ෆෝටෝනික්ස් තාක්ෂණයේ යෙදීම

ක්වොන්ටම් යෙදුමමයික්‍රෝවේව් ෆොටෝනික්ස් තාක්ෂණය

දුර්වල සංඥා හඳුනාගැනීම
ක්වොන්ටම් මයික්‍රෝවේව් ෆෝටෝනික්ස් තාක්‍ෂණයේ වඩාත් ප්‍රබෝධමත් යෙදුමක් වන්නේ අතිශය දුර්වල මයික්‍රෝවේව්/ආර්එෆ් සංඥා හඳුනාගැනීමයි. තනි ෆෝටෝන හඳුනාගැනීම භාවිතා කිරීමෙන්, මෙම පද්ධති සාම්ප්රදායික ක්රමවලට වඩා බෙහෙවින් සංවේදී වේ. උදාහරණයක් ලෙස, පර්යේෂකයන් විසින් කිසිදු ඉලෙක්ට්‍රොනික විස්තාරණයකින් තොරව -112.8 dBm තරම් අඩු සංඥා හඳුනාගත හැකි ක්වොන්ටම් මයික්‍රෝවේව් ෆෝටෝනික් පද්ධතියක් පෙන්නුම් කර ඇත. මෙම අධි-ඉහළ සංවේදීතාව එය ගැඹුරු අභ්‍යවකාශ සන්නිවේදනය වැනි යෙදුම් සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ.

මයික්‍රෝවේව් ෆොටෝනික්ස්සංඥා සැකසීම
ක්වොන්ටම් ක්ෂුද්‍ර තරංග ෆෝටෝනික්ස් අදියර මාරු කිරීම සහ පෙරීම වැනි ඉහළ කලාප පළල සංඥා සැකසුම් කාර්යයන් ද ක්‍රියාත්මක කරයි. විසරණ දෘශ්‍ය මූලද්‍රව්‍යයක් භාවිතා කිරීමෙන් සහ ආලෝකයේ තරංග ආයාමය ගැලපීමෙන්, පර්යේෂකයන් විසින් RF අදියර 8 GHz RF පෙරීමේ කලාප පළල 8 GHz දක්වා මාරු වන බව පෙන්නුම් කළේය. වැදගත් වන්නේ, මෙම විශේෂාංග සියල්ල සාක්ෂාත් කරගනු ලබන්නේ 3 GHz ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ භාවිතයෙන් වන අතර, කාර්ය සාධනය සාම්ප්‍රදායික කලාප පළල සීමාවන් ඉක්මවා යන බව පෙන්නුම් කරයි.

කාල සිතියම්කරණයට දේශීය නොවන සංඛ්‍යාතය
ක්වොන්ටම් පැටලීම මගින් ඇති කරන ලද එක් රසවත් හැකියාවක් වන්නේ දේශීය නොවන සංඛ්‍යාත කාලයට සිතියම්ගත කිරීමයි. මෙම තාක්‍ෂණයට අඛණ්ඩ තරංග පොම්ප කරන ලද තනි-ෆෝටෝන ප්‍රභවයක වර්ණාවලිය දුරස්ථ ස්ථානයක කාල වසමකට සිතියම්ගත කළ හැක. පද්ධතිය පැටලී ඇති ෆෝටෝන යුගල භාවිතා කරයි, එහි එක් කදම්භයක් වර්ණාවලි පෙරහන හරහා ගමන් කරන අතර අනෙක විසුරුවා හරින ලද මූලද්රව්යයක් හරහා ගමන් කරයි. පැටලී ඇති ෆෝටෝනවල සංඛ්‍යාත යැපීම හේතුවෙන්, වර්ණාවලි පෙරීමේ මාදිලිය කාල වසම වෙත ස්ථානීය නොවන ලෙස සිතියම්ගත කර ඇත.
රූප සටහන 1 මෙම සංකල්පය විදහා දක්වයි:

මෙම ක්‍රමයට මනින ලද ආලෝක ප්‍රභවය සෘජුව හැසිරවීමකින් තොරව නම්‍යශීලී වර්ණාවලි මිණුමක් ලබා ගත හැක.

සම්පීඩිත සංවේදනය
ක්වොන්ටම්මයික්රෝවේව් ඔප්ටිකල්තාක්ෂණය බ්‍රෝඩ්බෑන්ඩ් සංඥා සම්පීඩිත සංවේදනය සඳහා නව ක්‍රමයක් ද සපයයි. ක්වොන්ටම් හඳුනාගැනීමේදී ආවේනික වූ අහඹු බව භාවිතා කරමින්, පර්යේෂකයන් විසින් යථා තත්ත්වයට පත් කළ හැකි ක්වොන්ටම් සම්පීඩිත සංවේදන පද්ධතියක් පෙන්නුම් කර ඇත.10 GHz RFවර්ණාවලි. පද්ධතිය RF සංඥාව සංගත ෆෝටෝනයේ ධ්‍රැවීකරණ තත්ත්වයට වෙනස් කරයි. තනි-ෆෝටෝන හඳුනාගැනීම සම්පීඩිත සංවේදනය සඳහා ස්වභාවික අහඹු මිනුම් අනුකෘතියක් සපයයි. මේ ආකාරයට, බ්‍රෝඩ්බෑන්ඩ් සංඥාව Yarnyquist නියැදි අනුපාතයෙන් ප්‍රතිෂ්ඨාපනය කළ හැක.

ක්වොන්ටම් යතුරු බෙදා හැරීම
සාම්ප්‍රදායික ක්ෂුද්‍ර තරංග ෆෝටෝනික් යෙදුම් වැඩි දියුණු කිරීමට අමතරව, ක්වොන්ටම් තාක්ෂණයට ක්වොන්ටම් යතුරු බෙදා හැරීම (QKD) වැනි ක්වොන්ටම් සන්නිවේදන පද්ධති වැඩිදියුණු කළ හැකිය. පර්යේෂකයන් විසින් ක්වොන්ටම් යතුරු බෙදාහැරීමේ (QKD) පද්ධතියක් මත මයික්‍රෝවේව් ෆෝටෝන උප වාහක බහුපදකරණය කිරීමෙන් උප වාහක බහුප්‍රත්‍ය ක්වොන්ටම් යතුරු ව්‍යාප්තිය (SCM-QKD) නිරූපණය කරන ලදී. මෙය ආලෝකයේ තනි තරංග ආයාමයක් හරහා බහු ස්වාධීන ක්වොන්ටම් යතුරු සම්ප්‍රේෂණය කිරීමට ඉඩ සලසයි, එමඟින් වර්ණාවලි කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කරයි.
රූප සටහන 2 මඟින් ද්විත්ව වාහක SCM-QKD පද්ධතියේ සංකල්පය සහ පර්යේෂණාත්මක ප්‍රතිඵල පෙන්වයි:

ක්වොන්ටම් ක්ෂුද්‍ර තරංග ෆෝටෝනික්ස් තාක්‍ෂණය බලාපොරොත්තු සහගත වුවද, තවමත් අභියෝග කිහිපයක් තිබේ:
1. සීමිත තත්‍ය කාලීන හැකියාව: වත්මන් පද්ධතියට සංඥාව ප්‍රතිනිර්මාණය කිරීම සඳහා විශාල සමුච්චිත කාලයක් අවශ්‍ය වේ.
2. පිපිරුම්/තනි සංඥා සමඟ කටයුතු කිරීමේ දුෂ්කරතා: ප්‍රතිනිර්මාණයේ සංඛ්‍යානමය ස්වභාවය පුනරාවර්තන නොවන සංඥා වලට එහි යෙදීම සීමා කරයි.
3. සැබෑ මයික්‍රෝවේව් තරංග ආකෘතියකට පරිවර්තනය කරන්න: ප්‍රතිනිර්මාණය කරන ලද හිස්ටෝග්‍රෑම් භාවිතා කළ හැකි තරංග ආකාරයක් බවට පරිවර්තනය කිරීමට අමතර පියවර අවශ්‍ය වේ.
4. උපාංග ලක්ෂණ: ඒකාබද්ධ පද්ධතිවල ක්වොන්ටම් සහ මයික්‍රෝවේව් ෆෝටෝනික් උපාංගවල හැසිරීම පිළිබඳ වැඩිදුර අධ්‍යයනයක් අවශ්‍ය වේ.
5. ඒකාබද්ධ කිරීම: අද බොහෝ පද්ධති විශාල විවික්ත සංරචක භාවිතා කරයි.

මෙම අභියෝගවලට මුහුණ දීම සහ ක්ෂේත්‍රය ඉදිරියට ගෙන යාම සඳහා, බලාපොරොත්තු වන පර්යේෂණ දිශාවන් ගණනාවක් මතුවෙමින් තිබේ:
1. තත්‍ය කාලීන සංඥා සැකසීම සහ තනි හඳුනාගැනීම සඳහා නව ක්‍රම සංවර්ධනය කිරීම.
2. ද්‍රව මයික්‍රොස්පියර් මැනීම වැනි ඉහළ සංවේදීතාවයක් භාවිතා කරන නව යෙදුම් ගවේෂණය කරන්න.
3. ප්‍රමාණය හා සංකීර්ණත්වය අඩු කිරීම සඳහා ඒකාබද්ධ ෆෝටෝන සහ ඉලෙක්ට්‍රෝන සාක්ෂාත් කර ගැනීම.
4. ඒකාබද්ධ ක්වොන්ටම් මයික්‍රෝවේව් ෆෝටෝනික් පරිපථවල වැඩි දියුණු කරන ලද ආලෝක පදාර්ථ අන්තර්ක්‍රියා අධ්‍යයනය කරන්න.
5. ක්වොන්ටම් මයික්‍රෝවේව් ෆෝටෝන තාක්ෂණය අනෙකුත් නැගී එන ක්වොන්ටම් තාක්ෂණයන් සමඟ ඒකාබද්ධ කරන්න.