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 ਲਿਆਏਗਾ, ਅਤੇ ਉੱਚ ਕਾਰਜ ਕੁਸ਼ਲਤਾ, ਵਧੇਰੇ ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਸੰਚਾਰ ਵਿਧੀਆਂ ਅਤੇ ਵਧੇਰੇ ਸੁਵਿਧਾਜਨਕ ਅਤੇ ਹਰੀ ਜੀਵਨ ਸ਼ੈਲੀ ਦਾ ਅਹਿਸਾਸ ਕਰੇਗਾ।

ਕੁਆਂਟਮ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਵਿਚਕਾਰ ਸੰਚਾਰ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਰੋਸ਼ਨੀ ਨਾਲ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪਾਉਣ ਦੀ ਯੋਗਤਾ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਅਜਿਹੀ ਸਮੱਗਰੀ ਲੱਭਣਾ ਬਹੁਤ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੈ ਜੋ ਆਪਟੀਕਲ ਦੀਆਂ ਕੁਆਂਟਮ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦਾ ਪੂਰਾ ਲਾਭ ਲੈ ਸਕੇ।

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

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

ਕੁਆਂਟਮ ਅਵਸਥਾਵਾਂ ਨੂੰ ਉੱਚਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਇਸਲਈ ਕੁਆਂਟਮ ਜਾਣਕਾਰੀ ਨੂੰ ਉੱਚਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਕਿਊਬਿਟ ਇੱਕੋ ਸਮੇਂ 0 ਅਤੇ 1 ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਰਾਜਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਕਿਸਮ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਡਾਟਾ ਨੂੰ ਬੈਚਾਂ ਵਿੱਚ ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰੋਸੈਸ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ, ਕੁਆਂਟਮ ਕੰਪਿਊਟਰਾਂ ਦੀ ਕੰਪਿਊਟਿੰਗ ਸ਼ਕਤੀ ਰਵਾਇਤੀ ਡਿਜੀਟਲ ਕੰਪਿਊਟਰਾਂ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਵਧੇਗੀ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਕੰਪਿਊਟੇਸ਼ਨਲ ਓਪਰੇਸ਼ਨਾਂ ਨੂੰ ਕਰਨ ਲਈ, ਕਿਊਬਿਟਸ ਦੀ ਸੁਪਰਪੋਜ਼ੀਸ਼ਨ ਸਮੇਂ ਦੀ ਇੱਕ ਮਿਆਦ 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 ਪਰਮਾਣੂ ਸਪਿੱਨ ਲੰਬੇ ਸੁੱਕੇ ਜੀਵਨ ਕਾਲ ਦੇ ਨਾਲ ਸੁਪਰਪੁਜੀਸ਼ਨ ਅਵਸਥਾਵਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ ਕਿਉਂਕਿ ਪ੍ਰਮਾਣੂ ਸਪਿੱਨਾਂ 'ਤੇ ਵਾਤਾਵਰਣ ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਰੱਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

ਦੁਰਲੱਭ ਧਰਤੀ ਆਇਨ ਅਤੇ ਅਣੂ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੋ ਸਿਸਟਮ ਹਨ ਜੋ ਕੁਆਂਟਮ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਵਿੱਚ ਵਰਤੇ ਗਏ ਹਨ। ਦੁਰਲੱਭ ਧਰਤੀ ਦੇ ਆਇਨਾਂ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਆਪਟੀਕਲ ਅਤੇ ਸਪਿਨ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਪਰ ਉਹਨਾਂ ਵਿੱਚ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਹੋਣਾ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈਆਪਟੀਕਲ ਜੰਤਰ. ਮੌਲੀਕਿਊਲਰ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਨੂੰ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਕਰਨਾ ਆਸਾਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਸਪਿੱਨ ਅਤੇ ਰੋਸ਼ਨੀ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਭਰੋਸੇਯੋਗ ਕਨੈਕਸ਼ਨ ਸਥਾਪਤ ਕਰਨਾ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਐਮਿਸ਼ਨ ਬੈਂਡ ਬਹੁਤ ਚੌੜੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।

ਇਸ ਕੰਮ ਵਿੱਚ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤੇ ਦੁਰਲੱਭ ਧਰਤੀ ਦੇ ਅਣੂ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਸਾਫ਼-ਸੁਥਰੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਦੋਵਾਂ ਦੇ ਫਾਇਦਿਆਂ ਨੂੰ ਜੋੜਦੇ ਹਨ, ਲੇਜ਼ਰ ਉਤਸਾਹ ਦੇ ਤਹਿਤ, Eu³ + ਪ੍ਰਮਾਣੂ ਸਪਿੱਨ ਬਾਰੇ ਜਾਣਕਾਰੀ ਰੱਖਣ ਵਾਲੇ ਫੋਟੌਨਾਂ ਦਾ ਨਿਕਾਸ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਖਾਸ ਲੇਜ਼ਰ ਪ੍ਰਯੋਗਾਂ ਦੁਆਰਾ, ਇੱਕ ਕੁਸ਼ਲ ਆਪਟੀਕਲ/ਨਿਊਕਲੀਅਰ ਸਪਿਨ ਇੰਟਰਫੇਸ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਆਧਾਰ 'ਤੇ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਨਿਊਕਲੀਅਰ ਸਪਿਨ ਲੈਵਲ ਐਡਰੈਸਿੰਗ, ਫੋਟੌਨਾਂ ਦੀ ਸੁਚੱਜੀ ਸਟੋਰੇਜ, ਅਤੇ ਪਹਿਲੇ ਕੁਆਂਟਮ ਓਪਰੇਸ਼ਨ ਦੇ ਐਗਜ਼ੀਕਿਊਸ਼ਨ ਨੂੰ ਹੋਰ ਮਹਿਸੂਸ ਕੀਤਾ।

ਕੁਸ਼ਲ ਕੁਆਂਟਮ ਕੰਪਿਊਟਿੰਗ ਲਈ, ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕਈ ਉਲਝੇ ਹੋਏ ਕਿਊਬਿਟਸ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਕਿ ਉਪਰੋਕਤ ਅਣੂ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿੱਚ Eu³ + ਅਵਾਰਾ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ ਕਪਲਿੰਗ ਦੁਆਰਾ ਕੁਆਂਟਮ ਉਲਝਣ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਕੁਆਂਟਮ ਜਾਣਕਾਰੀ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਕਿਉਂਕਿ ਅਣੂ ਦੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿੱਚ ਕਈ ਦੁਰਲੱਭ ਧਰਤੀ ਦੇ ਆਇਨ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਉੱਚ ਕਿਊਬਿਟ ਘਣਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ।

ਕੁਆਂਟਮ ਕੰਪਿਊਟਿੰਗ ਲਈ ਇੱਕ ਹੋਰ ਲੋੜ ਵਿਅਕਤੀਗਤ ਕਿਊਬਿਟਸ ਦੀ ਐਡਰੈਸੇਬਿਲਟੀ ਹੈ। ਇਸ ਕੰਮ ਵਿੱਚ ਆਪਟੀਕਲ ਐਡਰੈਸਿੰਗ ਤਕਨੀਕ ਰੀਡਿੰਗ ਸਪੀਡ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਸਰਕਟ ਸਿਗਨਲ ਦੇ ਦਖਲ ਨੂੰ ਰੋਕ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਪਿਛਲੇ ਅਧਿਐਨਾਂ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਵਿੱਚ, ਇਸ ਕੰਮ ਵਿੱਚ ਰਿਪੋਰਟ ਕੀਤੇ ਗਏ Eu³ + ਅਣੂ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੀ ਆਪਟੀਕਲ ਤਾਲਮੇਲ ਨੂੰ ਲਗਭਗ ਇੱਕ ਹਜ਼ਾਰ ਗੁਣਾ ਤੱਕ ਸੁਧਾਰਿਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਤਾਂ ਜੋ ਪ੍ਰਮਾਣੂ ਸਪਿਨ ਅਵਸਥਾਵਾਂ ਨੂੰ ਇੱਕ ਖਾਸ ਤਰੀਕੇ ਨਾਲ ਆਪਟੀਕਲ ਤੌਰ 'ਤੇ ਹੇਰਾਫੇਰੀ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕੇ।

ਆਪਟੀਕਲ ਸਿਗਨਲ ਰਿਮੋਟ ਕੁਆਂਟਮ ਸੰਚਾਰ ਲਈ ਕੁਆਂਟਮ ਕੰਪਿਊਟਰਾਂ ਨੂੰ ਜੋੜਨ ਲਈ ਲੰਬੀ-ਦੂਰੀ ਕੁਆਂਟਮ ਜਾਣਕਾਰੀ ਵੰਡ ਲਈ ਵੀ ਢੁਕਵੇਂ ਹਨ। ਚਮਕਦਾਰ ਸਿਗਨਲ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ ਫੋਟੋਨਿਕ ਢਾਂਚੇ ਵਿੱਚ ਨਵੇਂ Eu³ + ਅਣੂ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੇ ਏਕੀਕਰਨ ਲਈ 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।