ਕੁਆਂਟਮ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ

ਕੁਆਂਟਮ ਦੀ ਵਰਤੋਂਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀ

ਕਮਜ਼ੋਰ ਸਿਗਨਲ ਖੋਜ
ਕੁਆਂਟਮ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਟੈਕਨਾਲੋਜੀ ਦੇ ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਹੋਨਹਾਰ ਕਾਰਜਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਹੀ ਕਮਜ਼ੋਰ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ/ਆਰਐਫ ਸਿਗਨਲਾਂ ਦੀ ਖੋਜ ਹੈ। ਸਿੰਗਲ ਫੋਟੌਨ ਖੋਜ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ, ਇਹ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਰਵਾਇਤੀ ਤਰੀਕਿਆਂ ਨਾਲੋਂ ਕਿਤੇ ਜ਼ਿਆਦਾ ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਇੱਕ ਕੁਆਂਟਮ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੋਨਿਕ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ ਹੈ ਜੋ ਬਿਨਾਂ ਕਿਸੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਐਂਪਲੀਫਿਕੇਸ਼ਨ ਦੇ -112.8 dBm ਤੱਕ ਦੇ ਸਿਗਨਲਾਂ ਦਾ ਪਤਾ ਲਗਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਅਤਿ-ਉੱਚ ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲਤਾ ਇਸ ਨੂੰ ਡੂੰਘੇ ਸਪੇਸ ਸੰਚਾਰਾਂ ਵਰਗੀਆਂ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ 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 ਫੈਲਣ ਵਾਲੇ ਆਪਟੀਕਲ ਤੱਤ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਅਤੇ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੀ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਕਰਨ ਦੁਆਰਾ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਇਸ ਤੱਥ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ ਕਿ RF ਪੜਾਅ 8 GHz ਤੱਕ RF ਫਿਲਟਰਿੰਗ ਬੈਂਡਵਿਡਥ ਨੂੰ 8 GHz ਤੱਕ ਸ਼ਿਫਟ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਇਹ ਸਾਰੀਆਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ 3 GHz ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀਆਂ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ, ਜੋ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਰਵਾਇਤੀ ਬੈਂਡਵਿਡਥ ਸੀਮਾ ਤੋਂ ਵੱਧ ਹੈ।

ਸਮੇਂ ਦੀ ਮੈਪਿੰਗ ਲਈ ਗੈਰ-ਸਥਾਨਕ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ
ਕੁਆਂਟਮ ਉਲਝਣ ਦੁਆਰਾ ਲਿਆਂਦੀ ਗਈ ਇੱਕ ਦਿਲਚਸਪ ਸਮਰੱਥਾ ਸਮੇਂ ਲਈ ਗੈਰ-ਸਥਾਨਕ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ ਦੀ ਮੈਪਿੰਗ ਹੈ। ਇਹ ਤਕਨੀਕ ਇੱਕ ਨਿਰੰਤਰ-ਵੇਵ ਪੰਪ ਕੀਤੇ ਸਿੰਗਲ-ਫੋਟੋਨ ਸਰੋਤ ਦੇ ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਨੂੰ ਇੱਕ ਰਿਮੋਟ ਟਿਕਾਣੇ 'ਤੇ ਇੱਕ ਟਾਈਮ ਡੋਮੇਨ ਨਾਲ ਮੈਪ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਸਿਸਟਮ ਉਲਝੇ ਹੋਏ ਫੋਟੌਨ ਜੋੜਿਆਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦਾ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਬੀਮ ਇੱਕ ਸਪੈਕਟ੍ਰਲ ਫਿਲਟਰ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਦੂਜੀ ਇੱਕ ਫੈਲਣ ਵਾਲੇ ਤੱਤ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘਦੀ ਹੈ। ਉਲਝੇ ਹੋਏ ਫੋਟੌਨਾਂ 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 ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸਰੋਤ ਨੂੰ ਸਿੱਧੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਹੇਰਾਫੇਰੀ ਕੀਤੇ ਬਿਨਾਂ ਲਚਕਦਾਰ ਸਪੈਕਟ੍ਰਲ ਮਾਪ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ।

ਕੰਪਰੈੱਸਡ ਸੈਂਸਿੰਗ
ਕੁਆਂਟਮਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਆਪਟੀਕਲਤਕਨਾਲੋਜੀ ਬ੍ਰੌਡਬੈਂਡ ਸਿਗਨਲਾਂ ਦੀ ਸੰਕੁਚਿਤ ਸੰਵੇਦਨਾ ਲਈ ਇੱਕ ਨਵਾਂ ਤਰੀਕਾ ਵੀ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਕੁਆਂਟਮ ਖੋਜ ਵਿੱਚ ਬੇਤਰਤੀਬਤਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਇੱਕ ਕੁਆਂਟਮ ਸੰਕੁਚਿਤ ਸੰਵੇਦਨਾ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ ਹੈ ਜੋ ਮੁੜ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਦੇ ਸਮਰੱਥ ਹੈ10 GHz RFਸਪੈਕਟਰਾ ਸਿਸਟਮ RF ਸਿਗਨਲ ਨੂੰ ਇਕਸਾਰ ਫੋਟੌਨ ਦੀ ਧਰੁਵੀਕਰਨ ਸਥਿਤੀ ਲਈ ਮੋਡਿਊਲੇਟ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਸਿੰਗਲ-ਫੋਟੋਨ ਖੋਜ ਫਿਰ ਸੰਕੁਚਿਤ ਸੈਂਸਿੰਗ ਲਈ ਇੱਕ ਕੁਦਰਤੀ ਬੇਤਰਤੀਬ ਮਾਪ ਮੈਟ੍ਰਿਕਸ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਬਰਾਡਬੈਂਡ ਸਿਗਨਲ ਨੂੰ ਯਾਰਨੀਕਵਿਸਟ ਸੈਂਪਲਿੰਗ ਰੇਟ '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 ਕੁੰਜੀ ਵੰਡ (QKD) ਨੂੰ ਵੀ ਸੁਧਾਰ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਕੁਆਂਟਮ ਕੁੰਜੀ ਡਿਸਟਰੀਬਿਊਸ਼ਨ (QKD) ਸਿਸਟਮ ਉੱਤੇ ਮਲਟੀਪਲੈਕਸਿੰਗ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੌਨ ਸਬਕੈਰੀਅਰ ਦੁਆਰਾ ਸਬਕੈਰੀਅਰ ਮਲਟੀਪਲੈਕਸ ਕੁਆਂਟਮ ਕੁੰਜੀ ਵੰਡ (SCM-QKD) ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ। ਇਹ ਕਈ ਸੁਤੰਤਰ ਕੁਆਂਟਮ ਕੁੰਜੀਆਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੀ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਉੱਤੇ ਪ੍ਰਸਾਰਿਤ ਕਰਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਸਪੈਕਟ੍ਰਲ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਵਧਦੀ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ 2 ਦੋਹਰੇ-ਕੈਰੀਅਰ SCM-QKD ਸਿਸਟਮ ਦੇ ਸੰਕਲਪ ਅਤੇ ਪ੍ਰਯੋਗਾਤਮਕ ਨਤੀਜੇ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ:

ਹਾਲਾਂਕਿ ਕੁਆਂਟਮ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦਾ ਵਾਅਦਾ ਕੀਤਾ ਜਾ ਰਿਹਾ ਹੈ, ਫਿਰ ਵੀ ਕੁਝ ਚੁਣੌਤੀਆਂ ਹਨ:
1. ਸੀਮਤ ਰੀਅਲ-ਟਾਈਮ ਸਮਰੱਥਾ: ਮੌਜੂਦਾ ਸਿਸਟਮ ਨੂੰ ਸਿਗਨਲ ਨੂੰ ਪੁਨਰਗਠਨ ਕਰਨ ਲਈ ਬਹੁਤ ਸਾਰਾ ਸਮਾਂ ਇਕੱਠਾ ਕਰਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
2. ਬਰਸਟ/ਸਿੰਗਲ ਸਿਗਨਲਾਂ ਨਾਲ ਨਜਿੱਠਣ ਵਿੱਚ ਮੁਸ਼ਕਲ: ਪੁਨਰ-ਨਿਰਮਾਣ ਦੀ ਅੰਕੜਾ ਪ੍ਰਕਿਰਤੀ ਇਸਦੀ ਲਾਗੂ ਹੋਣ ਨੂੰ ਗੈਰ-ਦੁਹਰਾਉਣ ਵਾਲੇ ਸਿਗਨਲਾਂ ਤੱਕ ਸੀਮਿਤ ਕਰਦੀ ਹੈ।
3. ਇੱਕ ਅਸਲੀ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਵੇਵਫਾਰਮ ਵਿੱਚ ਬਦਲੋ: ਪੁਨਰਗਠਿਤ ਹਿਸਟੋਗ੍ਰਾਮ ਨੂੰ ਵਰਤੋਂ ਯੋਗ ਵੇਵਫਾਰਮ ਵਿੱਚ ਬਦਲਣ ਲਈ ਵਾਧੂ ਕਦਮਾਂ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
4. ਡਿਵਾਈਸ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ: ਸੰਯੁਕਤ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਵਿੱਚ ਕੁਆਂਟਮ ਅਤੇ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੋਨਿਕ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੇ ਵਿਵਹਾਰ ਦੇ ਹੋਰ ਅਧਿਐਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ।
5. ਏਕੀਕਰਣ: ਅੱਜ ਬਹੁਤੇ ਸਿਸਟਮ ਭਾਰੀ ਵੱਖਰੇ ਹਿੱਸਿਆਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਨ।

ਇਹਨਾਂ ਚੁਣੌਤੀਆਂ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਅਤੇ ਖੇਤਰ ਨੂੰ ਅੱਗੇ ਵਧਾਉਣ ਲਈ, ਖੋਜ ਦੇ ਕਈ ਹੋਨਹਾਰ ਦਿਸ਼ਾ-ਨਿਰਦੇਸ਼ ਉਭਰ ਰਹੇ ਹਨ:
1. ਰੀਅਲ-ਟਾਈਮ ਸਿਗਨਲ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਅਤੇ ਸਿੰਗਲ ਖੋਜ ਲਈ ਨਵੇਂ ਤਰੀਕੇ ਵਿਕਸਿਤ ਕਰੋ।
2. ਨਵੀਆਂ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਦੀ ਪੜਚੋਲ ਕਰੋ ਜੋ ਉੱਚ ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲਤਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਤਰਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਫੇਅਰ 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 ਲਾਈਟ-ਮੈਟਰ ਇੰਟਰੈਕਸ਼ਨ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕਰੋ।
5. ਕੁਆਂਟਮ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੌਨ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਨੂੰ ਹੋਰ ਉੱਭਰ ਰਹੀਆਂ ਕੁਆਂਟਮ ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਨਾਲ ਜੋੜੋ।