Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Komponenty internetu kwantowego

Romaniuk Ryszard

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2022

|

Vol. 63, Nr 2

18--26

PL

Internet kwantowy jest terminem używanym obecnie, choć zapewne na wyrost, w obszarze informacyjnych technik kwantowych ITK. Nieodpartą pokusą jest po prostu zastąpienie wszystkich elementów obecnej sieci globalnej komponentami z przymiotnikiem kwantowy. Hosty, serwery, modemy, koncentratory, karty sieciowe i wiele innych urządzeń, oprogramowanie, protokoły, itp. muszą być kwantowe. Tak niestety w ogólnym przypadku nie jest i droga do takiego stanu jest dość odległa. Innym podejściem, także odległym od realizacji praktycznej, jest zupełnie nowy projekt koncepcji sieci kwantowej bazujący nie na topologii klasycznej a na potencjalnej topologii umożliwiającej dystrybucję tylko tego co najważniejsze, czyli zasobów kwantowych jak koherencja, a szczególnie zasobów nielokalnych jak splątanie. Koncepcji budowy Internetu kwantowego jest kilka, przy czym najprostszą metodą jest jednak podążanie wydeptanymi ścieżkami. Do realizacji takiego najprostszego Internetu kwantowego potrzebne są między innymi pamięci kwantowe, wzmacniaki kwantowe, konwertery kubitów stacjonarnych w kubity lotne i odwrotnie, itp. Unia Europejska promuje rozwój w tym kierunku poprzez tworzenie filarów tematycznych np. Cyfrowa Europa w ramach programów ramowych, poprzednio H2020 a obecnie Horyzont Europa. Europejski Flagowiec Kwantowy EQF, Otwarte Środowisko Dystrybucji Klucza Kwantowego OpenQKD, Kwantowy Sojusz Internetowy QIA, Europejska Infrastruktura Komunikacji Kwantowej EuroQCI, są przykładami takich inicjatyw.

EN

Quantum Internet is a term that is already used today, though probably exaggerated, in quantum information techniques. It is an irresistible temptation to simply replace all the elements of the current global network with components with the adjective quantum. Hosts, servers, modems, hubs, network bridges and switches, network cards and many other devices, software, protocols, etc. must be quantum. Unfortunately, this is not the case and the road to such a state is quite distant. Another approach, also distant from practical implementation, is a completely new design of the concept of a quantum network based not on a classical topology but on a potential topology allowing the distribution of only what is most important, i.e., quantum resources, in particular nonlocal resources. There are several concepts for building the quantum Internet, and the simplest method is to follow well-trodden paths. To implement such the simplest quantum Internet, you need, among others, quantum memories, quantum repeaters, stationary qubit converters to flying qubits and vice versa, etc. The European Union promotes development in this direction by creating thematic pillars, eg. Digital Europe within the framework programs, previously H2020 and now Horizon Europe. The European Quantum Flagship EQF, the OpenQKD Quantum Key Distribution Environment, the QIA Quantum Internet Alliance, the EuroQCI European Quantum Communication Infrastructure are examples of such initiatives.

2

Internet kwantowy

Romaniuk Ryszard

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2022

|

Vol. 63, Nr 5

19--25

PL

Fundamentalne twierdzenia o niemożliwościach kwantowych są związane łącznie z zasadami zachowania energii w systemie zamkniętym, zakazem Pauliego i twierdzeniem spin-statystyka, zasadą nieoznaczoności Heisenberga, wykluczeniem prędkości superluminalnej, paradoksem informacyjnym czarnej dziury, jej parowaniem i trójparametrowym opisem w postaci tylko masy, ładunku elektrycznego i momentu obrotowego, determinizmem kwantowym i odwracalnością czasu (symetrią CPT), ciągłym wielokanałowym sprzężeniem mikro świata kwantowego z makroświatem termodynamicznym objawiającym się dynamiką wyboru dekoherencji, itp. W tak zdefiniowanym przy pomocy twardych ograniczeń obszarze zadaniem do realizacji jest budowa kwantowego złożonego, technicznego systemu funkcjonalnego. Dostępnym budulcem są kubity, kudity, bramki i układy oraz pamięci kwantowe, itp. Ogólnym zasobem sygnałowym w kwantowych technikach informacyjnych ITK jest nielokalność, możliwość jej opanowania technicznego, oraz jej potencjalna ocena ilościowa i jakościowa, często odnoszona do poziomu LOCC. W szczególności, nie do końca ekwiwalentnymi, zasobami są diskord kwantowy, kontekstualność, kwantowa entropia, a najczęściej splątanie. Narzędziami do budowy systemów ITK są teleportacja kwantowa, tomografia kwantowa, współdzielenie stanów splątanych, sterowanie kubitów fizycznych i logicznych, wirtualizacja kubitów, destylacja splątania, korekcja błędów kwantowych, transfer stanów kwantowych między kubitami stacjonarnymi i lotnymi, itp. Celem jest budowa Internetu kwantowego, docelowo całkowicie kwantowego, a obecnie w wersji NISQ.

EN

Fundamental quantum no-go theorems are related to the principles of conservation of energy in a closed system, the Pauli exclusion principle and the spin-statistics theorem, the Heisenberg uncertainty principle, the exclusion of superluminal velocity, the black hole information paradox, its evaporation and the only three-parameter description with mass, electric charge and angular momentum, quantum determinism and time reversibility (CPT symmetry), continuous multichannel coupling of the quantum micro world with the thermodynamic macro world manifested by the dynamics of decoherence selection rules, etc. The available building blocks are qubits, kudits, gates and circuits, quantum memories, etc. The general signal resource in IQT is nonlocality, the possibility of its harnessing at the technical level, and its potential quantitative and qualitative assessment, often related to the LOCC level. In particular, not entirely equivalent resources are quantum discord, contextuality, quantum entropy, and most often the entanglement. The tools for building IQT are quantum teleportation, quantum tomography, entangled states sharing, control of physical and logical qubits, qubit virtualization, entanglement distillation, correction of quantum errors, transfer of quantum states between stationary and flying qubits, etc. The goal is to build a quantum Internet, ultimately entirely quantum, and currently in the NISQ version.

3

Silicon nitride for photovoltaic application

Lipiński M.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2010

|

Vol. 46, nr 2

69-87

EN

Purpose: of this paper is to present the research results of silicon nitride SiNx films used for industrial silicon solar cells and for third generation solar cells. Design/methodology/approach: The SiNx films were deposited using RF- and LF-PECVD methods. The optical and structural properties were investigated by spectroscopic ellipsometry, XPS, FTIR spectroscopy and X-Ray reflectometry. The passivation properties were investigated by carriers lifetime measurements using a photoconductance decay (PCD) technique. For the photovoltaics of third generation the multilayer structures of SiNx were deposited and annealed in order to obtain the silicon quantum superlattices. These structure were characterized by high-resolution TEM, GI-XRD, photoluminescence, Raman and SPV spectroscopy. Findings: It is shown that the layers deposited by LF PECVD have more profitable optical and electrical properties for industrial silicon solar cells than those deposited by RF PECVD. The other finding is that multi-layer structure of SiNx annealed at high temperature shows the properties of the new semiconductor with the gap energy broader then the gap of the silicon. Research limitations/implications: The maximal density of SiNx layers is equal to 2.6 g/cm3. It is too low to obtain high efficiency mc-Si cells. The deposition process should be further optimized. The other limitation is obtaining a regular structure of quantum superlattice composed of quantum dots with defined diameter and density which is a very difficult technological task. This work should be continued in the future. Practical implications: The results of SiNx investigation can be used to increase the efficiency of mc-Si solar cells. The results of multilayer SiNx investigations may be applied to a solar cells based on silicon QDs superlatice. Originality/value: The work present useful methods for optimisation of passivation properties of SiNx films. The other value of the paper is obtaining new kind of nanomaterial composed of Si quantum dots embed in the dielectric matrix.