Penggunaan kuantumTeknologi fotonik gelombang mikro
Pengesanan isyarat lemah
Salah satu aplikasi yang paling menjanjikan teknologi fotonik gelombang mikro kuantum adalah pengesanan isyarat gelombang mikro/RF yang sangat lemah. Dengan menggunakan pengesanan foton tunggal, sistem ini jauh lebih sensitif daripada kaedah tradisional. Sebagai contoh, penyelidik telah menunjukkan sistem fotonik gelombang mikro kuantum yang dapat mengesan isyarat serendah -112.8 dBm tanpa sebarang penguatan elektronik. Kepekaan ultra tinggi ini menjadikannya sesuai untuk aplikasi seperti komunikasi ruang dalam.
Fotonik gelombang mikropemprosesan isyarat
Fotonik gelombang mikro kuantum juga melaksanakan fungsi pemprosesan isyarat jalur lebar tinggi seperti peralihan fasa dan penapisan. Dengan menggunakan elemen optik dispersif dan menyesuaikan panjang gelombang cahaya, para penyelidik menunjukkan fakta bahawa fasa RF beralih sehingga 8 GHz RF penapisan jalur lebar sehingga 8 GHz. Yang penting, ciri -ciri ini semua dicapai menggunakan elektronik 3 GHz, yang menunjukkan bahawa prestasi melebihi had lebar jalur tradisional
Kekerapan bukan tempatan hingga pemetaan masa
Satu keupayaan menarik yang dibawa oleh kuantum quantum adalah pemetaan kekerapan bukan tempatan ke masa. Teknik ini boleh memetakan spektrum sumber tunggal yang dipam-gelombang sumber tunggal ke domain masa di lokasi terpencil. Sistem ini menggunakan pasangan foton terikat di mana satu rasuk melalui penapis spektrum dan yang lain melewati elemen penyebaran. Oleh kerana kebergantungan kekerapan foton terikat, mod penapisan spektrum dipetakan tanpa tempatan ke domain masa.
Rajah 1 menggambarkan konsep ini:
Kaedah ini boleh mencapai pengukuran spektrum yang fleksibel tanpa memanipulasi sumber cahaya yang diukur secara langsung.
Penderiaan termampat
KuantumOptik gelombang mikroTeknologi juga menyediakan kaedah baru untuk penginderaan isyarat jalur lebar yang dimampatkan. Menggunakan rawak yang wujud dalam pengesanan kuantum, penyelidik telah menunjukkan sistem penderiaan kuantum mampat yang mampu pulih10 GHz RFspektrum. Sistem ini memodulasi isyarat RF kepada keadaan polarisasi foton yang koheren. Pengesanan foton tunggal kemudian menyediakan matriks pengukuran rawak semulajadi untuk penderiaan termampat. Dengan cara ini, isyarat jalur lebar boleh dipulihkan pada kadar pensampelan Yarnyquist.
Pengagihan kunci kuantum
Sebagai tambahan untuk meningkatkan aplikasi fotonik gelombang mikro tradisional, teknologi kuantum juga boleh meningkatkan sistem komunikasi kuantum seperti pengedaran kunci kuantum (QKD). Para penyelidik menunjukkan subcarrier Multiplex Quantum Key Pengagihan (SCM-QKD) dengan multiplexing microwave foton subcarrier ke sistem pengagihan kunci kuantum (QKD). Ini membolehkan banyak kunci kuantum bebas untuk dihantar ke atas satu gelombang cahaya tunggal, dengan itu meningkatkan kecekapan spektrum.
Rajah 2 menunjukkan konsep dan keputusan eksperimen sistem SCM-QKD dwi-pembawa:
Walaupun teknologi fotonik gelombang mikro kuantum menjanjikan, masih terdapat beberapa cabaran:
1. Keupayaan masa nyata yang terhad: Sistem semasa memerlukan banyak masa pengumpulan untuk membina semula isyarat.
2. Kesukaran berurusan dengan isyarat pecah/tunggal: sifat statistik pembinaan semula mengehadkan kebolehgunaannya kepada isyarat yang tidak berulang.
3.
4. Ciri -ciri peranti: Kajian lanjut mengenai tingkah laku peranti fotonik kuantum dan microwac dalam sistem gabungan diperlukan.
5. Integrasi: Kebanyakan sistem hari ini menggunakan komponen diskret yang besar.
Untuk menangani cabaran -cabaran ini dan memajukan bidang, beberapa arahan penyelidikan yang menjanjikan muncul:
1. Membangunkan kaedah baru untuk pemprosesan isyarat masa nyata dan pengesanan tunggal.
2. Terokai aplikasi baru yang menggunakan kepekaan yang tinggi, seperti pengukuran mikrosfera cecair.
3. Mengejar kesedaran foton dan elektron bersepadu untuk mengurangkan saiz dan kerumitan.
4. Kaji interaksi cahaya cahaya yang dipertingkatkan dalam litar fotonik gelombang mikro kuantum bersepadu.
5. Menggabungkan teknologi foton gelombang mikro kuantum dengan teknologi kuantum yang baru muncul.
Masa Post: Sep-02-2024