ਕੁਆਂਟਮ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ

ਕੁਆਂਟਮ ਦਾ ਉਪਯੋਗਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀ

ਕਮਜ਼ੋਰ ਸਿਗਨਲ ਖੋਜ
ਕੁਆਂਟਮ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੇ ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਵਾਅਦਾ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਉਪਯੋਗਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਹੀ ਕਮਜ਼ੋਰ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ/ਆਰਐਫ ਸਿਗਨਲਾਂ ਦਾ ਪਤਾ ਲਗਾਉਣਾ ਹੈ। ਸਿੰਗਲ ਫੋਟੋਨ ਖੋਜ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ, ਇਹ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਰਵਾਇਤੀ ਤਰੀਕਿਆਂ ਨਾਲੋਂ ਕਿਤੇ ਜ਼ਿਆਦਾ ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲ ਹਨ। ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਇੱਕ ਕੁਆਂਟਮ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੋਨਿਕ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ ਹੈ ਜੋ ਬਿਨਾਂ ਕਿਸੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਐਂਪਲੀਫਿਕੇਸ਼ਨ ਦੇ -112.8 ਡੀਬੀਐਮ ਤੱਕ ਘੱਟ ਸਿਗਨਲਾਂ ਦਾ ਪਤਾ ਲਗਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਅਤਿ-ਉੱਚ ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲਤਾ ਇਸਨੂੰ ਡੂੰਘੇ ਸਪੇਸ ਸੰਚਾਰ ਵਰਗੇ ਕਾਰਜਾਂ ਲਈ ਆਦਰਸ਼ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ।

ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੋਨਿਕਸਸਿਗਨਲ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ
ਕੁਆਂਟਮ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਉੱਚ-ਬੈਂਡਵਿਡਥ ਸਿਗਨਲ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਫੰਕਸ਼ਨਾਂ ਨੂੰ ਵੀ ਲਾਗੂ ਕਰਦਾ ਹੈ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਫੇਜ਼ ਸ਼ਿਫਟਿੰਗ ਅਤੇ ਫਿਲਟਰਿੰਗ। ਇੱਕ ਫੈਲਾਉਣ ਵਾਲੇ ਆਪਟੀਕਲ ਤੱਤ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਅਤੇ ਰੌਸ਼ਨੀ ਦੀ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਕਰਕੇ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਇਸ ਤੱਥ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ ਕਿ RF ਫੇਜ਼ 8 GHz RF ਫਿਲਟਰਿੰਗ ਬੈਂਡਵਿਡਥ 8 GHz ਤੱਕ ਸ਼ਿਫਟ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਗੱਲ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਇਹ ਸਾਰੀਆਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ 3 GHz ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀਆਂ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ, ਜੋ ਦਰਸਾਉਂਦੀ ਹੈ ਕਿ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਰਵਾਇਤੀ ਬੈਂਡਵਿਡਥ ਸੀਮਾਵਾਂ ਤੋਂ ਵੱਧ ਹੈ।

ਗੈਰ-ਸਥਾਨਕ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ ਤੋਂ ਸਮਾਂ ਮੈਪਿੰਗ
ਕੁਆਂਟਮ ਇੰਟੈਂਗਲਮੈਂਟ ਦੁਆਰਾ ਲਿਆਂਦੀ ਗਈ ਇੱਕ ਦਿਲਚਸਪ ਸਮਰੱਥਾ ਗੈਰ-ਸਥਾਨਕ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ ਦਾ ਸਮੇਂ ਨਾਲ ਮੈਪਿੰਗ ਹੈ। ਇਹ ਤਕਨੀਕ ਇੱਕ ਨਿਰੰਤਰ-ਵੇਵ ਪੰਪ ਕੀਤੇ ਸਿੰਗਲ-ਫੋਟੋਨ ਸਰੋਤ ਦੇ ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਨੂੰ ਇੱਕ ਦੂਰ-ਦੁਰਾਡੇ ਸਥਾਨ 'ਤੇ ਇੱਕ ਸਮੇਂ ਦੇ ਡੋਮੇਨ ਨਾਲ ਮੈਪ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਸਿਸਟਮ ਇੰਟੈਂਗਲਡ ਫੋਟੋਨ ਜੋੜਿਆਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦਾ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਬੀਮ ਇੱਕ ਸਪੈਕਟ੍ਰਲ ਫਿਲਟਰ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਦੂਜਾ ਇੱਕ ਫੈਲਣ ਵਾਲੇ ਤੱਤ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘਦਾ ਹੈ। ਇੰਟੈਂਗਲਡ ਫੋਟੋਨਾਂ ਦੀ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ ਨਿਰਭਰਤਾ ਦੇ ਕਾਰਨ, ਸਪੈਕਟ੍ਰਲ ਫਿਲਟਰਿੰਗ ਮੋਡ ਨੂੰ ਸਮੇਂ ਦੇ ਡੋਮੇਨ ਨਾਲ ਗੈਰ-ਸਥਾਨਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਮੈਪ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ 1 ਇਸ ਧਾਰਨਾ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ:

ਇਹ ਵਿਧੀ ਮਾਪੇ ਗਏ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸਰੋਤ ਨੂੰ ਸਿੱਧੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਹੇਰਾਫੇਰੀ ਕੀਤੇ ਬਿਨਾਂ ਲਚਕਦਾਰ ਸਪੈਕਟ੍ਰਲ ਮਾਪ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ।

ਸੰਕੁਚਿਤ ਸੰਵੇਦਨਾ
ਕੁਆਂਟਮਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਆਪਟੀਕਲਤਕਨਾਲੋਜੀ ਬ੍ਰੌਡਬੈਂਡ ਸਿਗਨਲਾਂ ਦੀ ਸੰਕੁਚਿਤ ਸੰਵੇਦਨਾ ਲਈ ਇੱਕ ਨਵਾਂ ਤਰੀਕਾ ਵੀ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਕੁਆਂਟਮ ਖੋਜ ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਬੇਤਰਤੀਬਤਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਇੱਕ ਕੁਆਂਟਮ ਸੰਕੁਚਿਤ ਸੈਂਸਿੰਗ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ ਹੈ ਜੋ ਰਿਕਵਰ ਕਰਨ ਦੇ ਸਮਰੱਥ ਹੈ10 GHz RFਸਪੈਕਟਰਾ। ਸਿਸਟਮ RF ਸਿਗਨਲ ਨੂੰ ਕੋਹੈਰੈਂਟ ਫੋਟੋਨ ਦੀ ਧਰੁਵੀਕਰਨ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਮੋਡਿਊਲੇਟ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਸਿੰਗਲ-ਫੋਟੋਨ ਖੋਜ ਫਿਰ ਕੰਪ੍ਰੈਸਡ ਸੈਂਸਿੰਗ ਲਈ ਇੱਕ ਕੁਦਰਤੀ ਬੇਤਰਤੀਬ ਮਾਪ ਮੈਟ੍ਰਿਕਸ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਬਰਾਡਬੈਂਡ ਸਿਗਨਲ ਨੂੰ ਯਾਰਨੀਕੁਇਸਟ ਸੈਂਪਲਿੰਗ ਦਰ 'ਤੇ ਬਹਾਲ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।

ਕੁਆਂਟਮ ਕੁੰਜੀ ਵੰਡ
ਰਵਾਇਤੀ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੋਨਿਕ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਕੁਆਂਟਮ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਕੁਆਂਟਮ ਸੰਚਾਰ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਕੁਆਂਟਮ ਕੀ ਡਿਸਟ੍ਰੀਬਿਊਸ਼ਨ (QKD) ਨੂੰ ਵੀ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੌਨਜ਼ ਸਬਕੈਰੀਅਰ ਨੂੰ ਇੱਕ ਕੁਆਂਟਮ ਕੀ ਡਿਸਟ੍ਰੀਬਿਊਸ਼ਨ (QKD) ਸਿਸਟਮ ਉੱਤੇ ਮਲਟੀਪਲੈਕਸ ਕਰਕੇ ਸਬਕੈਰੀਅਰ ਮਲਟੀਪਲੈਕਸ ਕੁਆਂਟਮ ਕੀ ਡਿਸਟ੍ਰੀਬਿਊਸ਼ਨ (SCM-QKD) ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ। ਇਹ ਕਈ ਸੁਤੰਤਰ ਕੁਆਂਟਮ ਕੁੰਜੀਆਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੀ ਇੱਕ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਉੱਤੇ ਸੰਚਾਰਿਤ ਕਰਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਸਪੈਕਟ੍ਰਲ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਵਧਦੀ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ 2 ਦੋਹਰੇ-ਕੈਰੀਅਰ SCM-QKD ਸਿਸਟਮ ਦੇ ਸੰਕਲਪ ਅਤੇ ਪ੍ਰਯੋਗਾਤਮਕ ਨਤੀਜਿਆਂ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ:

ਹਾਲਾਂਕਿ ਕੁਆਂਟਮ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਵਾਅਦਾ ਕਰਨ ਵਾਲੀ ਹੈ, ਫਿਰ ਵੀ ਕੁਝ ਚੁਣੌਤੀਆਂ ਹਨ:
1. ਸੀਮਤ ਅਸਲ-ਸਮੇਂ ਦੀ ਸਮਰੱਥਾ: ਮੌਜੂਦਾ ਸਿਸਟਮ ਨੂੰ ਸਿਗਨਲ ਨੂੰ ਦੁਬਾਰਾ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਬਹੁਤ ਸਾਰਾ ਸਮਾਂ ਇਕੱਠਾ ਕਰਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
2. ਬਰਸਟ/ਸਿੰਗਲ ਸਿਗਨਲਾਂ ਨਾਲ ਨਜਿੱਠਣ ਵਿੱਚ ਮੁਸ਼ਕਲ: ਪੁਨਰ ਨਿਰਮਾਣ ਦੀ ਅੰਕੜਾਤਮਕ ਪ੍ਰਕਿਰਤੀ ਇਸਦੀ ਲਾਗੂ ਹੋਣ ਨੂੰ ਗੈਰ-ਦੁਹਰਾਓ ਵਾਲੇ ਸਿਗਨਲਾਂ ਤੱਕ ਸੀਮਤ ਕਰਦੀ ਹੈ।
3. ਇੱਕ ਅਸਲੀ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਵੇਵਫਾਰਮ ਵਿੱਚ ਬਦਲੋ: ਪੁਨਰਗਠਿਤ ਹਿਸਟੋਗ੍ਰਾਮ ਨੂੰ ਇੱਕ ਵਰਤੋਂ ਯੋਗ ਵੇਵਫਾਰਮ ਵਿੱਚ ਬਦਲਣ ਲਈ ਵਾਧੂ ਕਦਮਾਂ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
4. ਡਿਵਾਈਸ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ: ਸੰਯੁਕਤ ਸਿਸਟਮਾਂ ਵਿੱਚ ਕੁਆਂਟਮ ਅਤੇ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੋਨਿਕ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੇ ਵਿਵਹਾਰ ਦਾ ਹੋਰ ਅਧਿਐਨ ਕਰਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ।
5. ਏਕੀਕਰਨ: ਅੱਜ ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਸਿਸਟਮ ਭਾਰੀ ਡਿਸਕ੍ਰਿਟ ਕੰਪੋਨੈਂਟਸ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਨ।

ਇਨ੍ਹਾਂ ਚੁਣੌਤੀਆਂ ਦਾ ਸਾਹਮਣਾ ਕਰਨ ਅਤੇ ਖੇਤਰ ਨੂੰ ਅੱਗੇ ਵਧਾਉਣ ਲਈ, ਕਈ ਵਾਅਦਾ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਖੋਜ ਦਿਸ਼ਾ-ਨਿਰਦੇਸ਼ ਉਭਰ ਰਹੇ ਹਨ:
1. ਰੀਅਲ-ਟਾਈਮ ਸਿਗਨਲ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਅਤੇ ਸਿੰਗਲ ਡਿਟੈਕਸ਼ਨ ਲਈ ਨਵੇਂ ਤਰੀਕੇ ਵਿਕਸਤ ਕਰੋ।
2. ਨਵੇਂ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਦੀ ਪੜਚੋਲ ਕਰੋ ਜੋ ਉੱਚ ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲਤਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਤਰਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਫੀਅਰ ਮਾਪ।
3. ਆਕਾਰ ਅਤੇ ਜਟਿਲਤਾ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਲਈ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਫੋਟੌਨਾਂ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਦੀ ਪ੍ਰਾਪਤੀ ਦਾ ਪਿੱਛਾ ਕਰੋ।
4. ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਕੁਆਂਟਮ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੋਨਿਕ ਸਰਕਟਾਂ ਵਿੱਚ ਵਧੇ ਹੋਏ ਪ੍ਰਕਾਸ਼-ਪਦਾਰਥ ਦੇ ਆਪਸੀ ਤਾਲਮੇਲ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕਰੋ।
5. ਕੁਆਂਟਮ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੋਨ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਨੂੰ ਹੋਰ ਉੱਭਰ ਰਹੀਆਂ ਕੁਆਂਟਮ ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਨਾਲ ਜੋੜੋ।