የኳንተም ማይክሮዌቭ ፎተኒክስ ቴክኖሎጂ አተገባበር

የኳንተም አተገባበርየማይክሮዌቭ ፎቶኒክስ ቴክኖሎጂ

ደካማ የምልክት ማወቂያ
የኳንተም ማይክሮዌቭ ፎተኒክስ ቴክኖሎጂ በጣም ተስፋ ሰጪ ከሆኑት አፕሊኬሽኖች አንዱ እጅግ በጣም ደካማ የሆኑ የማይክሮዌቭ/አርኤፍ ሲግናሎችን መለየት ነው። ነጠላ የፎቶን ማወቂያን በመጠቀም፣ እነዚህ ስርዓቶች ከባህላዊ ዘዴዎች የበለጠ ስሜታዊ ናቸው። ለምሳሌ፣ ተመራማሪዎቹ ምንም አይነት የኤሌክትሮኒክስ ማጉያ ሳይኖር እስከ -112.8 dBm ዝቅተኛ ምልክቶችን መለየት የሚችል የኳንተም ማይክሮዌቭ ፎተኒክ ሲስተም አሳይተዋል። ይህ እጅግ ከፍተኛ ትብነት እንደ ጥልቅ የጠፈር ግንኙነቶች ላሉ አፕሊኬሽኖች ተስማሚ ያደርገዋል።

ማይክሮዌቭ ፎቶኒክስየሲግናል ሂደት
የኳንተም ማይክሮዌቭ ፎተኒክስ እንደ ፌዝ ፈረቃ እና ማጣሪያ ያሉ ከፍተኛ ባንድዊድዝ የሲግናል ማቀነባበሪያ ተግባራትን ይተገብራል። የተበታተነ የኦፕቲካል ኤለመንት በመጠቀም እና የብርሃን የሞገድ ርዝመትን በማስተካከል፣ ተመራማሪዎቹ የRF ምዕራፍ እስከ 8 GHz RF የማጣሪያ ባንድዊድዝ እስከ 8 GHz እንደሚሸጋገር አሳይተዋል። በአስፈላጊ ሁኔታ፣ እነዚህ ባህሪያት በሙሉ የሚከናወኑት በ3 GHz ኤሌክትሮኒክስ ሲሆን ይህም አፈፃፀሙ ከባህላዊ የመተላለፊያ ይዘት ገደቦች በላይ መሆኑን ያሳያል።

አካባቢያዊ ያልሆነ ድግግሞሽ ወደ ጊዜ ካርታ ስራ
በኳንተም መጋጠሚያ ምክንያት የሚመጣ አንድ አስደሳች ችሎታ የአካባቢ ያልሆነ ድግግሞሽን ከጊዜ ጋር ማዛመድ ነው። ይህ ዘዴ ቀጣይነት ያለው ሞገድ የሚገፋ ነጠላ-ፎቶን ምንጭ ስፔክትረምን በርቀት ቦታ ላይ ወዳለ የጊዜ ጎራ ማዛመድ ይችላል። ስርዓቱ አንድ ጨረር በስፔክትራል ማጣሪያ ውስጥ የሚያልፍበት እና ሌላኛው ደግሞ በተበታተነ አካል ውስጥ የሚያልፍበት የተጠላለፉ የፎቶን ጥንዶችን ይጠቀማል። በተጠላለፉ ፎቶኖች ድግግሞሽ ጥገኝነት ምክንያት፣ የስፔክትራል ማጣሪያ ሁነታ ከአካባቢው ጋር በማይመሳሰል ጊዜ በጊዜ ጎራ ላይ ይቀረጻል።
ምስል 1 ይህንን ፅንሰ-ሀሳብ ያሳያል፡

ይህ ዘዴ የተለካውን የብርሃን ምንጭ በቀጥታ ሳይጠቀም ተለዋዋጭ የስፔክትራል መለኪያ ማግኘት ይችላል።

የተጨመቀ ዳሰሳ
ኳንተምማይክሮዌቭ ኦፕቲካልቴክኖሎጂ የብሮድባንድ ምልክቶችን የተጨመቀ ዳሰሳ ለማድረግ አዲስ ዘዴም ይሰጣል። ተመራማሪዎች በኳንተም ዳሰሳ ውስጥ ያለውን የዘፈቀደነት ባህሪ በመጠቀም መልሶ ማግኘት የሚችል የኳንተም የተጨመቀ ዳሰሳ ስርዓት አሳይተዋል10 GHz RFስፔክትራ። ስርዓቱ የRF ሲግናልን ወደ ኮቴይነር ፎቶን ፖላራይዜሽን ሁኔታ ያስተካክላል። ከዚያም ነጠላ-ፎቶን ማወቂያ ለተጨመቀ ዳሰሳ ተፈጥሯዊ የዘፈቀደ የመለኪያ ማትሪክስ ይሰጣል። በዚህ መንገድ የብሮድባንድ ሲግናል በያርኒኪስት የናሙና ፍጥነት ወደነበረበት መመለስ ይቻላል።

የኳንተም ቁልፍ ስርጭት
ባህላዊ የማይክሮዌቭ ፎቶኒክ አፕሊኬሽኖችን ከማሻሻል በተጨማሪ፣ የኳንተም ቴክኖሎጂ እንደ ኳንተም ቁልፍ ስርጭት (QKD) ያሉ የኳንተም ኮሙኒኬሽን ስርዓቶችን ማሻሻል ይችላል። ተመራማሪዎቹ የማይክሮዌቭ ፎቶኖችን ንዑስ ተሸካሚ ወደ ኳንተም ቁልፍ ስርጭት (QKD) ስርዓት በማባዛት ንዑስ ተሸካሚ ባለብዙ ተሸካሚ መልቲፕሌክስ ኳንተም ቁልፍ ስርጭት (SCM-QKD) አሳይተዋል። ይህም በርካታ ገለልተኛ የኳንተም ቁልፎች በአንድ የብርሃን ሞገድ ርዝመት እንዲተላለፉ ያስችላል፣ በዚህም የስፔክትራል ቅልጥፍናን ይጨምራል።
ምስል 2 የሁለት-ተሸካሚ SCM-QKD ስርዓት ጽንሰ-ሀሳብ እና የሙከራ ውጤቶችን ያሳያል፡

የኳንተም ማይክሮዌቭ ፎተኒክስ ቴክኖሎጂ ተስፋ ሰጪ ቢሆንም፣ አሁንም አንዳንድ ተግዳሮቶች አሉ፡
1. ውስን የእውነተኛ ጊዜ አቅም፡ የአሁኑ ስርዓት ምልክቱን እንደገና ለመገንባት ብዙ የመሰብሰብ ጊዜ ይፈልጋል።
2. የፍንዳታ/ነጠላ ምልክቶችን የመቋቋም ችግር፡ የመልሶ ግንባታው ስታቲስቲክስ ባህሪ ተግባራዊነቱን ለማይደጋገሙ ምልክቶች ይገድባል።
3. ወደ እውነተኛ የማይክሮዌቭ ሞገድ ቅርፅ መቀየር፡- እንደገና የተገነባውን ሂስቶግራም ወደ ጥቅም ላይ ሊውል ወደሚችል የሞገድ ቅርጽ ለመቀየር ተጨማሪ እርምጃዎች ያስፈልጋሉ።
4. የመሳሪያ ባህሪያት፡- በተጣመሩ ስርዓቶች ውስጥ የኳንተም እና የማይክሮዌቭ ፎቶኒክ መሳሪያዎች ባህሪን በተመለከተ ተጨማሪ ጥናት ያስፈልጋል።
5. ውህደት፡- ዛሬ አብዛኛዎቹ ስርዓቶች ግዙፍ የሆኑ የተከፋፈሉ ክፍሎችን ይጠቀማሉ።

እነዚህን ተግዳሮቶች ለመፍታት እና ዘርፉን ለማሳደግ በርካታ ተስፋ ሰጪ የምርምር አቅጣጫዎች እየወጡ ነው፡-
1. ለእውነተኛ ጊዜ የምልክት ማቀነባበሪያ እና ለአንድ ጊዜ ለይቶ ማወቅ አዳዲስ ዘዴዎችን ማዘጋጀት።
2. እንደ ፈሳሽ ማይክሮስፌር መለኪያ ያሉ ከፍተኛ ስሜታዊነት ያላቸውን አዳዲስ አፕሊኬሽኖችን ያስሱ።
3. መጠንንና ውስብስብነትን ለመቀነስ የተቀናጁ ፎቶኖችንና ኤሌክትሮኖችን ተግባራዊ ማድረግ።
4. በተቀናጁ የኳንተም ማይክሮዌቭ ፎተኒክ ሰርክዩቶች ውስጥ የተሻሻለውን የብርሃን-ቁስ መስተጋብር ያጠኑ።
5. የኳንተም ማይክሮዌቭ ፎቶን ቴክኖሎጂ ከሌሎች አዳዲስ የኳንተም ቴክኖሎጂዎች ጋር ያጣምሩ።