ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೈಕ್ರೊವೇವ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್

ಕ್ವಾಂಟಮ್ನ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ಮೈಕ್ರೊವೇವ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ

ದುರ್ಬಲ ಸಿಗ್ನಲ್ ಪತ್ತೆ
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೈಕ್ರೊವೇವ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅತ್ಯಂತ ಭರವಸೆಯ ಅನ್ವಯವೆಂದರೆ ಅತ್ಯಂತ ದುರ್ಬಲವಾದ ಮೈಕ್ರೊವೇವ್/ಆರ್ಎಫ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆ ಮಾಡುವುದು. ಏಕ ಫೋಟಾನ್ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವಿಕೆಯನ್ನು ಬಳಸುವುದರ ಮೂಲಕ, ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವಿಧಾನಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸಂಶೋಧಕರು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೈಕ್ರೊವೇವ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಅದು ಯಾವುದೇ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ವರ್ಧನೆಯಿಲ್ಲದೆ -112.8 ಡಿಬಿಎಂನಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಈ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಹೈ ಸಂವೇದನೆಯು ಡೀಪ್ ಸ್ಪೇಸ್ ಕಮ್ಯುನಿಕೇಷನ್‌ಗಳಂತಹ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ಸಂಕೇತ ಸಂಸ್ಕರಣೆ
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೈಕ್ರೊವೇವ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ ಹಂತ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮತ್ತು ಫಿಲ್ಟರಿಂಗ್‌ನಂತಹ ಹೈ-ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಪ್ರೊಸೆಸಿಂಗ್ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಸಹ ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸರಣ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಅಂಶವನ್ನು ಬಳಸುವುದರ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಬೆಳಕಿನ ತರಂಗಾಂತರವನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಆರ್ಎಫ್ ಹಂತವು 8 GHz ಆರ್ಎಫ್ ಫಿಲ್ಟರಿಂಗ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್‌ಗಳವರೆಗೆ 8 GHz ವರೆಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಅಂಶವನ್ನು ಸಂಶೋಧಕರು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದರು. ಮುಖ್ಯವಾಗಿ, ಈ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳನ್ನು 3 GHz ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಬಳಸಿ ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಮೀರಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ

ಸಮಯ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್‌ಗೆ ಸ್ಥಳೀಯೇತರ ಆವರ್ತನ
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಿಕ್ಕಿಹಾಕಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯಿಂದ ತಂದ ಒಂದು ಆಸಕ್ತಿದಾಯಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವೆಂದರೆ ಸ್ಥಳೀಯೇತರ ಆವರ್ತನವನ್ನು ಸಮಯಕ್ಕೆ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ ಮಾಡುವುದು. ಈ ತಂತ್ರವು ನಿರಂತರ-ತರಂಗ ಪಂಪ್ ಸಿಂಗಲ್-ಫೋಟಾನ್ ಮೂಲದ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಅನ್ನು ದೂರದ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ಸಮಯ ಡೊಮೇನ್‌ಗೆ ನಕ್ಷೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಸಿಸ್ಟಮ್ ಸಿಕ್ಕಿಹಾಕಿಕೊಂಡ ಫೋಟಾನ್ ಜೋಡಿಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಒಂದು ಕಿರಣವು ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಲ್ ಫಿಲ್ಟರ್ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ಪ್ರಸರಣ ಅಂಶದ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತದೆ. ಸಿಕ್ಕಿಹಾಕಿಕೊಂಡ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳ ಆವರ್ತನ ಅವಲಂಬನೆಯಿಂದಾಗಿ, ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಲ್ ಫಿಲ್ಟರಿಂಗ್ ಮೋಡ್ ಅನ್ನು ಸಮಯದ ಡೊಮೇನ್‌ಗೆ ಕೊನೆಯದಾಗಿ ಮ್ಯಾಪ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಚಿತ್ರ 1 ಈ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ:

ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲವನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ನಿರ್ವಹಿಸದೆ ಈ ವಿಧಾನವು ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ರೋಹಿತದ ಅಳತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು.

ಸಂಕುಚಿತ ಸಂವೇದನೆ
ಕಾಗಾರಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ಬ್ರಾಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳ ಸಂಕುಚಿತ ಸಂವೇದನೆಗೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಹೊಸ ವಿಧಾನವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಅಂತರ್ಗತವಾಗಿರುವ ಯಾದೃಚ್ ness ಿಕತೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ಸಂಶೋಧಕರು ಚೇತರಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಿರುವ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಕುಚಿತ ಸಂವೇದನಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದ್ದಾರೆ10 GHz rfಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಾ. ಸಿಸ್ಟಮ್ ಆರ್ಎಫ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ಸುಸಂಬದ್ಧ ಫೋಟಾನ್‌ನ ಧ್ರುವೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಏಕ-ಫೋಟಾನ್ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವಿಕೆಯು ಸಂಕುಚಿತ ಸಂವೇದನೆಗಾಗಿ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಯಾದೃಚ್ moader ಿಕ ಅಳತೆ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ರೀತಿಯಾಗಿ, ಬ್ರಾಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ಯಾರ್ನ್ಕ್ವಿಸ್ಟ್ ಮಾದರಿ ದರದಲ್ಲಿ ಪುನಃಸ್ಥಾಪಿಸಬಹುದು.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕೀ ವಿತರಣೆ
ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಮೈಕ್ರೊವೇವ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದರ ಜೊತೆಗೆ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕೀ ಡಿಸ್ಟ್ರಿಬ್ಯೂಷನ್ (ಕ್ಯೂಕೆಡಿ) ನಂತಹ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಸಹ ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕೀ ವಿತರಣೆ (ಕ್ಯೂಕೆಡಿ) ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸಿಂಗ್ ಮೈಕ್ರೊವೇವ್ ಫೋಟಾನ್ ಸಬ್‌ಕ್ಯಾರಿಯರ್ ಮೂಲಕ ಸಂಶೋಧಕರು ಸಬ್‌ಕ್ಯಾರಿಯರ್ ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕೀ ವಿತರಣೆಯನ್ನು (ಎಸ್‌ಸಿಎಂ-ಕ್ಯೂಕೆಡಿ) ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದರು. ಇದು ಅನೇಕ ಸ್ವತಂತ್ರ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕೀಲಿಗಳನ್ನು ಬೆಳಕಿನ ಒಂದೇ ತರಂಗಾಂತರದ ಮೇಲೆ ಹರಡಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ರೋಹಿತದ ದಕ್ಷತೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.
ಡ್ಯುಯಲ್-ಕ್ಯಾರಿಯರ್ ಎಸ್‌ಸಿಎಂ-ಕ್ಯೂಕೆಡಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ 2 ತೋರಿಸುತ್ತದೆ:

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೈಕ್ರೊವೇವ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಭರವಸೆಯಿದ್ದರೂ, ಇನ್ನೂ ಕೆಲವು ಸವಾಲುಗಳಿವೆ:
1. ಸೀಮಿತ ನೈಜ-ಸಮಯದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ: ಪ್ರಸ್ತುತ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ಪುನರ್ನಿರ್ಮಿಸಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಕ್ರೋ ulation ೀಕರಣದ ಸಮಯ ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.
2. ಬರ್ಸ್ಟ್/ಸಿಂಗಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ವ್ಯವಹರಿಸಲು ತೊಂದರೆ: ಪುನರ್ನಿರ್ಮಾಣದ ಸಂಖ್ಯಾಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಸ್ವರೂಪವು ಪುನರಾವರ್ತಿಸದ ಸಂಕೇತಗಳಿಗೆ ಅದರ ಅನ್ವಯಿಕತೆಯನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
3. ನಿಜವಾದ ಮೈಕ್ರೊವೇವ್ ತರಂಗರೂಪಕ್ಕೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಿ: ಪುನರ್ನಿರ್ಮಿತ ಹಿಸ್ಟೋಗ್ರಾಮ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಬಹುದಾದ ತರಂಗರೂಪವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಹಂತಗಳು ಅಗತ್ಯವಿದೆ.
4. ಸಾಧನದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು: ಸಂಯೋಜಿತ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿನ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರೊವೇವ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳ ವರ್ತನೆಯ ಕುರಿತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಧ್ಯಯನ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.
5. ಏಕೀಕರಣ: ಹೆಚ್ಚಿನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಇಂದು ಬೃಹತ್ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ.

ಈ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸಲು ಮತ್ತು ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಮುನ್ನಡೆಸಲು, ಹಲವಾರು ಭರವಸೆಯ ಸಂಶೋಧನಾ ನಿರ್ದೇಶನಗಳು ಹೊರಹೊಮ್ಮುತ್ತಿವೆ:
1. ನೈಜ-ಸಮಯದ ಸಿಗ್ನಲ್ ಸಂಸ್ಕರಣೆ ಮತ್ತು ಏಕ ಪತ್ತೆಗಾಗಿ ಹೊಸ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿ.
2. ದ್ರವ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಪಿಯರ್ ಮಾಪನದಂತಹ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂವೇದನೆಯನ್ನು ಬಳಸುವ ಹೊಸ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಿ.
3. ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಂಯೋಜಿತ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಾಕ್ಷಾತ್ಕಾರವನ್ನು ಅನುಸರಿಸಿ.
4. ಸಂಯೋಜಿತ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೈಕ್ರೊವೇವ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ವರ್ಧಿತ ಲೈಟ್-ಮ್ಯಾಟರ್ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿ.
5. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೈಕ್ರೊವೇವ್ ಫೋಟಾನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಇತರ ಉದಯೋನ್ಮುಖ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳೊಂದಿಗೆ ಸೇರಿಸಿ.