ਕੁਆਂਟਮ ਸੰਚਾਰ: ਅਣੂ, ਦੁਰਲੱਭ ਧਰਤੀ ਅਤੇ ਆਪਟੀਕਲ

ਕੁਆਂਟਮ ਸੂਚਨਾ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਕੁਆਂਟਮ ਮਕੈਨਿਕਸ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਇੱਕ ਨਵੀਂ ਸੂਚਨਾ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਇਸ ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਭੌਤਿਕ ਜਾਣਕਾਰੀ ਨੂੰ ਏਨਕੋਡ, ਗਣਨਾ ਅਤੇ ਸੰਚਾਰਿਤ ਕਰਦੀ ਹੈ।ਕੁਆਂਟਮ ਸਿਸਟਮ. ਕੁਆਂਟਮ ਸੂਚਨਾ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦਾ ਵਿਕਾਸ ਅਤੇ ਉਪਯੋਗ ਸਾਨੂੰ "ਕੁਆਂਟਮ ਯੁੱਗ" ਵਿੱਚ ਲੈ ਜਾਵੇਗਾ, ਅਤੇ ਉੱਚ ਕਾਰਜ ਕੁਸ਼ਲਤਾ, ਵਧੇਰੇ ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਸੰਚਾਰ ਵਿਧੀਆਂ ਅਤੇ ਵਧੇਰੇ ਸੁਵਿਧਾਜਨਕ ਅਤੇ ਹਰੀ ਜੀਵਨ ਸ਼ੈਲੀ ਦਾ ਅਹਿਸਾਸ ਕਰਵਾਏਗਾ।

ਕੁਆਂਟਮ ਸਿਸਟਮਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਸੰਚਾਰ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਨਾਲ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪਾਉਣ ਦੀ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਯੋਗਤਾ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਅਜਿਹੀ ਸਮੱਗਰੀ ਲੱਭਣਾ ਬਹੁਤ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੈ ਜੋ ਆਪਟੀਕਲ ਦੇ ਕੁਆਂਟਮ ਗੁਣਾਂ ਦਾ ਪੂਰਾ ਲਾਭ ਲੈ ਸਕੇ।

ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ, ਪੈਰਿਸ ਦੇ ਇੰਸਟੀਚਿਊਟ ਆਫ਼ ਕੈਮਿਸਟਰੀ ਅਤੇ ਕਾਰਲਸਰੂਹ ਇੰਸਟੀਚਿਊਟ ਆਫ਼ ਟੈਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਇੱਕ ਖੋਜ ਟੀਮ ਨੇ ਮਿਲ ਕੇ ਆਪਟੀਕਲ ਦੇ ਕੁਆਂਟਮ ਸਿਸਟਮਾਂ ਵਿੱਚ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਲਈ ਦੁਰਲੱਭ ਧਰਤੀ ਯੂਰੋਪੀਅਮ ਆਇਨਾਂ (Eu³ +) 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਇੱਕ ਅਣੂ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ। ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੇ ਪਾਇਆ ਕਿ ਇਸ Eu³ + ਅਣੂ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦਾ ਅਤਿ-ਸੰਕੁਚਿਤ ਲਾਈਨਵਿਡਥ ਨਿਕਾਸ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਨਾਲ ਕੁਸ਼ਲ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਦਾ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਮੁੱਲ ਹੈ।ਕੁਆਂਟਮ ਸੰਚਾਰਅਤੇ ਕੁਆਂਟਮ ਕੰਪਿਊਟਿੰਗ।

ਚਿੱਤਰ 1: ਦੁਰਲੱਭ ਧਰਤੀ ਯੂਰੋਪੀਅਮ ਅਣੂ ਕ੍ਰਿਸਟਲ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਕੁਆਂਟਮ ਸੰਚਾਰ

ਕੁਆਂਟਮ ਅਵਸਥਾਵਾਂ ਨੂੰ ਸੁਪਰਇੰਪੋਜ਼ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਕੁਆਂਟਮ ਜਾਣਕਾਰੀ ਨੂੰ ਸੁਪਰਇੰਪੋਜ਼ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਕਿਊਬਿਟ ਇੱਕੋ ਸਮੇਂ 0 ਅਤੇ 1 ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਅਵਸਥਾਵਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਕਿਸਮ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਡੇਟਾ ਨੂੰ ਬੈਚਾਂ ਵਿੱਚ ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ, ਕੁਆਂਟਮ ਕੰਪਿਊਟਰਾਂ ਦੀ ਕੰਪਿਊਟਿੰਗ ਸ਼ਕਤੀ ਰਵਾਇਤੀ ਡਿਜੀਟਲ ਕੰਪਿਊਟਰਾਂ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਵਧੇਗੀ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਕੰਪਿਊਟੇਸ਼ਨਲ ਓਪਰੇਸ਼ਨ ਕਰਨ ਲਈ, ਕਿਊਬਿਟਾਂ ਦੀ ਸੁਪਰਪੁਜੀਸ਼ਨ ਇੱਕ ਸਮੇਂ ਲਈ ਸਥਿਰ ਰਹਿਣ ਦੇ ਯੋਗ ਹੋਣੀ ਚਾਹੀਦੀ ਹੈ। ਕੁਆਂਟਮ ਮਕੈਨਿਕਸ ਵਿੱਚ, ਸਥਿਰਤਾ ਦੀ ਇਸ ਮਿਆਦ ਨੂੰ ਕੋਹੇਰੈਂਸ ਲਾਈਫਟਾਈਮ ਵਜੋਂ ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਅਣੂਆਂ ਦੇ ਨਿਊਕਲੀਅਰ ਸਪਿਨ ਲੰਬੇ ਸੁੱਕੇ ਲਾਈਫਟਾਈਮ ਦੇ ਨਾਲ ਸੁਪਰਪੁਜੀਸ਼ਨ ਸਟੇਟਾਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ ਕਿਉਂਕਿ ਨਿਊਕਲੀਅਰ ਸਪਿਨਾਂ 'ਤੇ ਵਾਤਾਵਰਣ ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

ਦੁਰਲੱਭ ਧਰਤੀ ਦੇ ਆਇਨ ਅਤੇ ਅਣੂ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੋ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਹਨ ਜੋ ਕੁਆਂਟਮ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਵਿੱਚ ਵਰਤੀਆਂ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ। ਦੁਰਲੱਭ ਧਰਤੀ ਦੇ ਆਇਨਾਂ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਆਪਟੀਕਲ ਅਤੇ ਸਪਿਨ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਪਰ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਕਰਨਾ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।ਆਪਟੀਕਲ ਡਿਵਾਈਸਾਂ. ਅਣੂ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਆਸਾਨ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਪਰ ਸਪਿੱਨ ਅਤੇ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਭਰੋਸੇਯੋਗ ਸਬੰਧ ਸਥਾਪਤ ਕਰਨਾ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਨਿਕਾਸ ਬੈਂਡ ਬਹੁਤ ਚੌੜੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।

ਇਸ ਕੰਮ ਵਿੱਚ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤੇ ਗਏ ਦੁਰਲੱਭ ਧਰਤੀ ਦੇ ਅਣੂ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੋਵਾਂ ਦੇ ਫਾਇਦਿਆਂ ਨੂੰ ਇਸ ਪੱਖੋਂ ਚੰਗੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਜੋੜਦੇ ਹਨ ਕਿ, ਲੇਜ਼ਰ ਉਤੇਜਨਾ ਦੇ ਅਧੀਨ, Eu³ + ਨਿਊਕਲੀਅਰ ਸਪਿਨ ਬਾਰੇ ਜਾਣਕਾਰੀ ਲੈ ਕੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਫੋਟੌਨਾਂ ਨੂੰ ਛੱਡ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਖਾਸ ਲੇਜ਼ਰ ਪ੍ਰਯੋਗਾਂ ਰਾਹੀਂ, ਇੱਕ ਕੁਸ਼ਲ ਆਪਟੀਕਲ/ਨਿਊਕਲੀਅਰ ਸਪਿਨ ਇੰਟਰਫੇਸ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਆਧਾਰ 'ਤੇ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਨਿਊਕਲੀਅਰ ਸਪਿਨ ਪੱਧਰ ਨੂੰ ਸੰਬੋਧਨ ਕਰਨ, ਫੋਟੌਨਾਂ ਦੇ ਸੁਮੇਲ ਸਟੋਰੇਜ, ਅਤੇ ਪਹਿਲੇ ਕੁਆਂਟਮ ਓਪਰੇਸ਼ਨ ਨੂੰ ਲਾਗੂ ਕਰਨ ਨੂੰ ਹੋਰ ਵੀ ਮਹਿਸੂਸ ਕੀਤਾ।

ਕੁਸ਼ਲ ਕੁਆਂਟਮ ਕੰਪਿਊਟਿੰਗ ਲਈ, ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਮਲਟੀਪਲ ਇੰਟੈਂਗਲਡ ਕਿਊਬਿਟ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਦਿਖਾਇਆ ਕਿ ਉਪਰੋਕਤ ਅਣੂ ਕ੍ਰਿਸਟਲਾਂ ਵਿੱਚ Eu³ + ਸਟ੍ਰੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ ਕਪਲਿੰਗ ਦੁਆਰਾ ਕੁਆਂਟਮ ਇੰਟੈਂਗਲਮੈਂਟ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਕੁਆਂਟਮ ਜਾਣਕਾਰੀ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਕਿਉਂਕਿ ਅਣੂ ਕ੍ਰਿਸਟਲਾਂ ਵਿੱਚ ਕਈ ਦੁਰਲੱਭ ਧਰਤੀ ਆਇਨ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਇਸ ਲਈ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਉੱਚ ਕਿਊਬਿਟ ਘਣਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ।

ਕੁਆਂਟਮ ਕੰਪਿਊਟਿੰਗ ਲਈ ਇੱਕ ਹੋਰ ਲੋੜ ਵਿਅਕਤੀਗਤ ਕਿਊਬਿਟਾਂ ਦੀ ਐਡਰੈੱਸਬਿਲਟੀ ਹੈ। ਇਸ ਕੰਮ ਵਿੱਚ ਆਪਟੀਕਲ ਐਡਰੈੱਸਿੰਗ ਤਕਨੀਕ ਪੜ੍ਹਨ ਦੀ ਗਤੀ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾ ਸਕਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਸਰਕਟ ਸਿਗਨਲ ਦੇ ਦਖਲ ਨੂੰ ਰੋਕ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਪਿਛਲੇ ਅਧਿਐਨਾਂ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ, ਇਸ ਕੰਮ ਵਿੱਚ ਰਿਪੋਰਟ ਕੀਤੇ ਗਏ Eu³ + ਅਣੂ ਕ੍ਰਿਸਟਲਾਂ ਦੀ ਆਪਟੀਕਲ ਇਕਸਾਰਤਾ ਵਿੱਚ ਲਗਭਗ ਇੱਕ ਹਜ਼ਾਰ ਗੁਣਾ ਸੁਧਾਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, ਤਾਂ ਜੋ ਨਿਊਕਲੀਅਰ ਸਪਿਨ ਅਵਸਥਾਵਾਂ ਨੂੰ ਇੱਕ ਖਾਸ ਤਰੀਕੇ ਨਾਲ ਆਪਟੀਕਲੀ ਹੇਰਾਫੇਰੀ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕੇ।

ਆਪਟੀਕਲ ਸਿਗਨਲ ਦੂਰ-ਦੁਰਾਡੇ ਦੇ ਕੁਆਂਟਮ ਸੰਚਾਰ ਲਈ ਕੁਆਂਟਮ ਕੰਪਿਊਟਰਾਂ ਨੂੰ ਜੋੜਨ ਲਈ ਲੰਬੀ-ਦੂਰੀ ਦੇ ਕੁਆਂਟਮ ਜਾਣਕਾਰੀ ਵੰਡ ਲਈ ਵੀ ਢੁਕਵੇਂ ਹਨ। ਚਮਕਦਾਰ ਸਿਗਨਲ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ ਫੋਟੋਨਿਕ ਢਾਂਚੇ ਵਿੱਚ ਨਵੇਂ Eu³ + ਅਣੂ ਕ੍ਰਿਸਟਲਾਂ ਦੇ ਏਕੀਕਰਨ 'ਤੇ ਹੋਰ ਵਿਚਾਰ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਕੰਮ ਕੁਆਂਟਮ ਇੰਟਰਨੈਟ ਦੇ ਆਧਾਰ ਵਜੋਂ ਦੁਰਲੱਭ ਧਰਤੀ ਦੇ ਅਣੂਆਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਭਵਿੱਖ ਦੇ ਕੁਆਂਟਮ ਸੰਚਾਰ ਆਰਕੀਟੈਕਚਰ ਵੱਲ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਕਦਮ ਚੁੱਕਦਾ ਹੈ।