Paggamit sa quantum microwave photonics nga teknolohiya

Paggamit sa quantumteknolohiya sa microwave photonics

Huyang nga signal detection
Usa sa labing gisaad nga aplikasyon sa quantum microwave photonics nga teknolohiya mao ang pagkakita sa hilabihan ka huyang nga mga signal sa microwave/RF. Pinaagi sa paggamit sa usa ka photon detection, kini nga mga sistema mas sensitibo kay sa tradisyonal nga mga pamaagi. Pananglitan, ang mga tigdukiduki nagpakita sa usa ka quantum microwave photonic system nga makamatikod sa mga signal nga ubos sa -112.8 dBm nga walay bisan unsang electronic amplification. Kini nga ultra-high sensitivity naghimo niini nga sulundon alang sa mga aplikasyon sama sa lawom nga komunikasyon sa wanang.

Microwave photonicspagproseso sa signal
Ang quantum microwave photonics nagpatuman usab sa high-bandwidth signal processing functions sama sa phase shifting ug filtering. Pinaagi sa paggamit sa usa ka dispersive optical nga elemento ug pag-adjust sa wavelength sa kahayag, gipakita sa mga tigdukiduki ang kamatuoran nga ang RF phase mobalhin ngadto sa 8 GHz RF filtering bandwidths hangtod sa 8 GHz. Importante, kini nga mga bahin nakab-ot tanan gamit ang 3 GHz electronics, nga nagpakita nga ang pasundayag milapas sa tradisyonal nga mga limitasyon sa bandwidth

Dili lokal nga frequency sa time mapping
Usa ka makapaikag nga kapabilidad nga gidala sa quantum entanglement mao ang pagmapa sa dili lokal nga frequency sa oras. Kini nga teknik makahimo sa pagmapa sa spectrum sa usa ka padayon nga wave pumped single-photon source ngadto sa usa ka time domain sa layo nga lokasyon. Gigamit sa sistema ang mga pares sa photon kung diin ang usa ka sinag moagi sa usa ka spectral filter ug ang lain moagi sa usa ka dispersive nga elemento. Tungod sa kasubsob nga pagdepende sa nalambigit nga mga photon, ang spectral filtering mode gimapa nga dili lokal sa time domain.
Ang Figure 1 naghulagway niini nga konsepto:

Kini nga pamaagi makab-ot ang flexible spectral nga pagsukod nga wala direkta nga pagmaniobra sa gisukod nga gigikanan sa kahayag.

Compressed sensing
Quantumoptical nga microwaveNaghatag usab ang teknolohiya og bag-ong pamaagi para sa compressed sensing sa broadband signals. Gamit ang randomness nga kinaiyanhon sa quantum detection, ang mga tigdukiduki nagpakita sa usa ka quantum compressed sensing system nga makahimo sa pagbawi.10 GHz RFspectra. Gi-modulate sa sistema ang signal sa RF sa kahimtang sa polarization sa coherent photon. Ang single-photon detection unya naghatag ug natural nga random measurement matrix para sa compressed sensing. Niining paagiha, ang broadband signal mahimong mapasig-uli sa Yarnyquist sampling rate.

Quantum key distribution
Agi og dugang sa pagpausbaw sa tradisyonal nga microwave photonic nga mga aplikasyon, ang quantum nga teknolohiya makapauswag usab sa quantum communication system sama sa quantum key distribution (QKD). Gipakita sa mga tigdukiduki ang subcarrier multiplex quantum key distribution (SCM-QKD) pinaagi sa multiplexing microwave photons subcarrier ngadto sa quantum key distribution (QKD) system. Gitugotan niini ang daghang independente nga mga yawe sa quantum nga mapasa sa usa ka wavelength sa kahayag, sa ingon nagdugang ang kaepektibo sa spectral.
Gipakita sa Figure 2 ang konsepto ug mga resulta sa eksperimento sa dual-carrier nga SCM-QKD nga sistema:

Bisan kung ang teknolohiya sa quantum microwave photonics nagsaad, adunay pipila ka mga hagit:
1. Limitado nga real-time nga kapabilidad: Ang kasamtangan nga sistema nanginahanglan daghang oras sa pagtipon aron matukod pag-usab ang signal.
2. Kalisud sa pag-atubang sa pagbuto/usa ka signal: Ang estadistika nga kinaiya sa pagtukod pag-usab naglimite sa paggamit niini ngadto sa dili nagbalikbalik nga mga signal.
3. Pag-convert ngadto sa tinuod nga microwave waveform: Ang dugang nga mga lakang gikinahanglan aron ma-convert ang reconstructed histogram ngadto sa usa ka magamit nga waveform.
4. Mga kinaiya sa device: Ang dugang nga pagtuon sa kinaiya sa quantum ug microwave photonic device sa hiniusa nga mga sistema gikinahanglan.
5. Paghiusa: Kadaghanan sa mga sistema karon naggamit ug dagkong mga bahin.

Aron matubag kini nga mga hagit ug mapauswag ang natad, daghang mga maayong direksyon sa panukiduki ang mitumaw:
1. Pagpalambo og bag-ong mga pamaagi alang sa real-time nga pagproseso sa signal ug single detection.
2. Pag-usisa sa bag-ong mga aplikasyon nga naggamit ug taas nga pagkasensitibo, sama sa liquid microsphere measurement.
3. Ipadayon ang katumanan sa mga integrated photon ug electron aron makunhuran ang gidak-on ug pagkakomplikado.
4. Tun-i ang gipauswag nga interaksyon sa kahayag-matter sa integrated quantum microwave photonic circuits.
5. I-combine ang quantum microwave photon nga teknolohiya sa uban pang mga emerging quantum technologies.