Informazio-teknologia kuantikoa mekanika kuantikoan oinarritutako informazio-teknologia berri bat da, eta bertan jasotako informazio fisikoa kodetu, kalkulatu eta transmititzen du.sistema kuantikoa. Informazioaren teknologia kuantikoaren garapenak eta aplikazioak "aro kuantikoan" sartuko gaitu, eta lan-eraginkortasun handiagoa, komunikazio metodo seguruagoak eta bizimodu erosoagoa eta berdeagoa izango dira.
Sistema kuantikoen arteko komunikazioaren eraginkortasuna argiarekin elkarreragiteko duten gaitasunaren araberakoa da. Hala ere, oso zaila da optikaren propietate kuantikoei etekinik handiena atera diezaiekeen material bat aurkitzea.
Duela gutxi, Parisko Kimika Institutuko eta Karlsruheko Teknologia Institutuko ikerketa-talde batek lur arraroen europio ioietan (Eu³ +) oinarritutako kristal molekular baten potentziala frogatu zuten optikoko sistema kuantikoetan aplikazioetarako. Eu³ + kristal molekular honen marra-zabalera ultra-estuaren emisioak argiarekin interakzio eraginkorra ahalbidetzen duela eta balio garrantzitsua duela ikusi zuten.komunikazio kuantikoaeta konputazio kuantikoa.
1. Irudia: Lur arraroen europio kristal molekularretan oinarritutako komunikazio kuantikoa
Egoera kuantikoak gainjar daitezke, beraz, informazio kuantikoa gainjar daiteke. Qubit bakar batek 0 eta 1 arteko hainbat egoera irudika ditzake aldi berean, datuak loteka paraleloan prozesatzeko aukera emanez. Ondorioz, ordenagailu kuantikoen konputazio-ahalmena esponentzialki handituko da ohiko ordenagailu digitalekin alderatuta. Hala ere, konputazio-eragiketak egiteko, qubiten gainjartzeak denbora-tarte batean etengabe irauteko gai izan behar du. Mekanika kuantikoan, egonkortasun-aldi hau koherentzia-bizitza bezala ezagutzen da. Molekula konplexuen spin nuklearrek bizitza lehor luzeko superposizio-egoerak lor ditzakete, ingurunearen eragina spin nuklearretan eraginkortasunez babesten baita.
Lur arraroen ioiak eta kristal molekularrak teknologia kuantikoan erabili diren bi sistema dira. Lur arraroen ioiek propietate optiko eta biraketa bikainak dituzte, baina zailak dira integratzeagailu optikoak. Kristal molekularrak errazagoak dira integratzen, baina zaila da spinaren eta argiaren arteko lotura fidagarri bat ezartzea, igorpen-bandak zabalegiak direlako.
Lan honetan garatutako lur arraroen kristal molekularrek bien abantailak uztartzen dituzte, izan ere, laser kitzikapenean, Eu³ +-ek spin nuklearrari buruzko informazioa daramaten fotoiak igor ditzake. Laser esperimentu espezifikoen bidez, spin optiko/nuklear interfaze eraginkorra sor daiteke. Oinarri horretan, ikertzaileek gehiago konturatu ziren spin nuklearren mailaren helbideratzea, fotoien biltegiratze koherentea eta lehen operazio kuantikoa gauzatzea.
Konputazio kuantiko eraginkorra lortzeko, normalean qubit entangled anitz behar dira. Ikertzaileek frogatu zuten goiko kristal molekularretako Eu³ +-k korapilatze kuantikoa lor dezakeela eremu elektriko alboko akoplaketaren bidez, eta horrela informazio kuantikoa prozesatzea ahalbidetzen du. Kristal molekularrek lur arraroen ioi anitz dituztenez, qubit dentsitate altuak lor daitezke.
Konputazio kuantikorako beste baldintza bat qubit indibidualen helbideragarritasuna da. Lan honetako helbide optikoko teknikak irakurketa-abiadura hobetu eta zirkuituaren seinalearen interferentziak saihestu ditzake. Aurreko ikerketekin alderatuta, lan honetan jakinarazitako Eu³ + kristal molekularren koherentzia optikoa mila aldiz inguru hobetzen da, spin nuklearraren egoerak modu zehatz batean optikoki manipulatu ahal izateko.
Seinale optikoak distantzia luzeko informazio kuantikoa banatzeko ere egokiak dira ordenagailu kuantikoak urruneko komunikazio kuantikorako konektatzeko. Gehiago kontuan izan liteke Eu³ + kristal molekular berriak egitura fotonikoan integratzea seinale argia hobetzeko. Lan honek lur arraroen molekulak erabiltzen ditu Internet kuantikoaren oinarri gisa, eta urrats garrantzitsua ematen du etorkizuneko komunikazio kuantikoaren arkitekturarantz.
Argitalpenaren ordua: 2024-02-02