کوانٹم مواصلات: انو ، نایاب زمین اور آپٹیکل

کوانٹم انفارمیشن ٹکنالوجی کوانٹم میکینکس پر مبنی ایک نئی انفارمیشن ٹکنالوجی ہے ، جو اس میں موجود جسمانی معلومات کو انکوڈ ، گنتی اور منتقل کرتی ہےکوانٹم سسٹم. کوانٹم انفارمیشن ٹکنالوجی کی ترقی اور اطلاق ہمیں "کوانٹم ایج" میں لائے گا ، اور کام کی اعلی کارکردگی ، مواصلات کے زیادہ محفوظ طریقے اور زیادہ آسان اور سبز طرز زندگی کا احساس کرے گا۔

کوانٹم سسٹم کے مابین مواصلات کی کارکردگی کا انحصار روشنی کے ساتھ بات چیت کرنے کی ان کی صلاحیت پر ہے۔ تاہم ، ایسا مواد تلاش کرنا بہت مشکل ہے جو آپٹیکل کی کوانٹم خصوصیات کا پورا فائدہ اٹھا سکے۔

حال ہی میں ، پیرس میں انسٹی ٹیوٹ آف کیمسٹری میں ایک تحقیقی ٹیم اور کارلسروہی انسٹی ٹیوٹ آف ٹکنالوجی نے مل کر آپٹیکل کے کوانٹم سسٹم میں ایپلی کیشنز کے لئے نایاب ارتھ یوروپیم آئنوں (EU³ +) پر مبنی ایک مالیکیولر کرسٹل کی صلاحیت کا مظاہرہ کیا۔ انھوں نے پایا کہ اس EU³ + سالماتی کرسٹل کا الٹرا نارو لائن وڈتھ اخراج روشنی کے ساتھ موثر تعامل کو قابل بناتا ہے اور اس میں اہم قدر ہےکوانٹم مواصلاتاور کوانٹم کمپیوٹنگ۔

چترا 1: نایاب زمین یوروپیم سالماتی کرسٹل پر مبنی کوانٹم مواصلات

کوانٹم ریاستوں کو سپرد کیا جاسکتا ہے ، لہذا کوانٹم کی معلومات کو سپرپوز کیا جاسکتا ہے۔ ایک ہی کوبٹ بیک وقت 0 اور 1 کے درمیان متعدد مختلف ریاستوں کی نمائندگی کرسکتا ہے ، جس سے بیچوں میں متوازی طور پر ڈیٹا پر کارروائی کی جاسکتی ہے۔ اس کے نتیجے میں ، کوانٹم کمپیوٹرز کی کمپیوٹنگ پاور روایتی ڈیجیٹل کمپیوٹرز کے مقابلے میں تیزی سے بڑھ جائے گی۔ تاہم ، کمپیوٹیشنل آپریشن کرنے کے ل qu ، کوئبٹس کی سپر پوزیشن کو کچھ مدت تک مستقل طور پر برقرار رکھنے کے قابل ہونا چاہئے۔ کوانٹم میکینکس میں ، استحکام کی اس مدت کو ہم آہنگی کی زندگی کے نام سے جانا جاتا ہے۔ پیچیدہ انووں کے جوہری گھماؤ طویل خشک زندگی کے ساتھ سپر پوزیشن ریاستوں کو حاصل کرسکتے ہیں کیونکہ جوہری گھماؤ پر ماحول کے اثر و رسوخ کو مؤثر طریقے سے ڈھال دیا جاتا ہے۔

نایاب ارتھ آئنوں اور سالماتی کرسٹل دو سسٹم ہیں جو کوانٹم ٹکنالوجی میں استعمال ہوئے ہیں۔ نایاب ارتھ آئنوں میں آپٹیکل اور اسپن کی عمدہ خصوصیات ہیں ، لیکن ان کو مربوط کرنا مشکل ہےآپٹیکل ڈیوائسز. سالماتی کرسٹل کو مربوط کرنا آسان ہے ، لیکن اسپن اور روشنی کے مابین قابل اعتماد کنکشن قائم کرنا مشکل ہے کیونکہ اخراج بینڈ بہت وسیع ہیں۔

اس کام میں تیار کردہ نایاب زمین کے مالیکیولر کرسٹل صاف طور پر دونوں کے فوائد کو یکجا کرتے ہیں ، لیزر جوش و خروش کے تحت ، EU³ + جوہری اسپن کے بارے میں معلومات لے کر فوٹون کا اخراج کرسکتا ہے۔ مخصوص لیزر تجربات کے ذریعے ، ایک موثر آپٹیکل/نیوکلیئر اسپن انٹرفیس تیار کیا جاسکتا ہے۔ اس بنیاد پر ، محققین نے جوہری اسپن کی سطح سے خطاب ، فوٹونز کا مربوط اسٹوریج ، اور پہلے کوانٹم آپریشن پر عمل درآمد کا مزید احساس کیا۔

موثر کوانٹم کمپیوٹنگ کے ل multiple ، عام طور پر متعدد الجھے ہوئے کوبٹس کی ضرورت ہوتی ہے۔ محققین نے یہ ظاہر کیا کہ EU³ + مذکورہ سالماتی کرسٹل میں آوارہ الیکٹرک فیلڈ کے جوڑے کے ذریعے کوانٹم الجھن حاصل کرسکتے ہیں ، اس طرح کوانٹم انفارمیشن پروسیسنگ کو قابل بناتے ہیں۔ چونکہ سالماتی کرسٹل میں متعدد نایاب زمین کے آئن ہوتے ہیں ، لہذا نسبتا high اعلی کوبٹ کثافت حاصل کی جاسکتی ہے۔

کوانٹم کمپیوٹنگ کے لئے ایک اور ضرورت انفرادی کوئبٹس کی نشاندہی ہے۔ اس کام میں آپٹیکل ایڈریسنگ تکنیک پڑھنے کی رفتار کو بہتر بنا سکتی ہے اور سرکٹ سگنل کی مداخلت کو روک سکتی ہے۔ پچھلے مطالعات کے مقابلے میں ، اس کام میں اطلاع دی گئی EU³ + سالماتی کرسٹل کے آپٹیکل ہم آہنگی میں تقریبا ایک ہزار گنا بہتری لائی گئی ہے ، تاکہ جوہری اسپن ریاستوں کو آپٹیکل طور پر ایک خاص طریقے سے ہیرا پھیری کی جاسکے۔

ریموٹ کوانٹم مواصلات کے لئے کوانٹم کمپیوٹرز کو مربوط کرنے کے لئے آپٹیکل سگنل طویل فاصلے کے کوانٹم معلومات کی تقسیم کے ل suitable بھی موزوں ہیں۔ برائٹ سگنل کو بڑھانے کے لئے فوٹوونک ڈھانچے میں نئے EU³ + سالماتی کرسٹل کے انضمام پر مزید غور کیا جاسکتا ہے۔ یہ کام کوانٹم انٹرنیٹ کی بنیاد کے طور پر زمین کے نایاب مالیکیولوں کا استعمال کرتا ہے ، اور مستقبل کے کوانٹم مواصلات کے فن تعمیر کی طرف ایک اہم قدم اٹھاتا ہے۔