মাইক্রোওয়েভ ফোটন অপটিক্যাল ফোটনের সাথে জড়িয়ে আছে – পদার্থবিজ্ঞানের বিশ্ব

অস্ট্রিয়ার গবেষকরা মাইক্রোওয়েভ এবং অপটিক্যাল ফোটনকে আটকানোর জন্য একটি প্রোটোকল প্রদর্শন করেছেন। মাইক্রোওয়েভ ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিটগুলিকে অপটিক্যাল ফাইবারের মাধ্যমে কোয়ান্টাম তথ্য আদান-প্রদানের অনুমতি দিয়ে কোয়ান্টাম ইন্টারনেট গঠনের কেন্দ্রীয় সমস্যাগুলির মধ্যে একটিকে কাটিয়ে উঠতে সাহায্য করার সম্ভাবনা রয়েছে।

কেন্দ্রীয় দৃষ্টি একটি কোয়ান্টাম ইন্টারনেটের উপর ভিত্তি করে – প্রথম 2008 সালে এর দ্বারা প্রকাশ করা হয়েছিল জেফ কিম্বল মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে ক্যালটেক-এর নেটওয়ার্ক কোয়ান্টাম প্রসেসর কোয়ান্টাম তথ্য আদান-প্রদান করতে পারে, যেমন ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার ইন্টারনেটের মাধ্যমে ক্লাসিক্যাল তথ্য বিনিময় করে। কোয়ান্টাম তথ্য স্থানান্তর করা অনেক বেশি কঠিন, তবে, কারণ ব্যাকগ্রাউন্ড নয়েজ ডিকোহেরেন্স নামক প্রক্রিয়ায় কোয়ান্টাম সুপারপজিশনগুলিকে ধ্বংস করতে পারে।

IBM-এর Osprey-এর মতো অস্তিত্বের সবচেয়ে শক্তিশালী কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলির মধ্যে অনেকগুলি সুপারকন্ডাক্টিং কিউবিট ব্যবহার করে। এইগুলি মাইক্রোওয়েভ ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করে, যা তাদের পটভূমির তাপীয় বিকিরণ দ্বারা বিঘ্নিত হওয়ার জন্য অত্যন্ত ঝুঁকিপূর্ণ করে তোলে - এবং ব্যাখ্যা করে কেন তাদের ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রায় রাখা দরকার। এটি সুপারকন্ডাক্টিং কিউবিটগুলির মধ্যে তথ্য স্থানান্তর করা অত্যন্ত কঠিন করে তোলে। "[একটি উপায়] হল আল্ট্রাকোল্ড লিঙ্ক তৈরি করা," ব্যাখ্যা করে জোহানেস ফিঙ্ক ক্লোস্টারনিউবার্গে অস্ট্রিয়ার বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি ইনস্টিটিউটের। “রেকর্ডটি ঠিক ছিল প্রকাশিত প্রকৃতি [দ্বারা আন্দ্রেয়াস ওয়ালরাফের দল সুইজারল্যান্ডের ইটিএইচ জুরিখে এবং সহকর্মীরা]: 30-10 mK-এ 50 মিটার - যা স্কেল করার জন্য কিছু চ্যালেঞ্জ রয়েছে।" বিপরীতে, তিনি বলেছেন, "ফাইবার অপটিক্স যোগাযোগের জন্য সত্যিই ভাল কাজ করে - আমরা যখন ইন্টারনেট সার্ফ করি তখন আমরা এটি ব্যবহার করি"।

কোয়ান্টাম ট্রান্সডাকশন

অপটিক্যাল ফাইবারে ফোটন পাঠিয়ে মাইক্রোওয়েভ কিউবিটগুলির মধ্যে কোয়ান্টাম তথ্য স্থানান্তর করা যেতে পারে এমন একটি স্কিম তাই অত্যন্ত মূল্যবান হবে। সবচেয়ে প্রত্যক্ষ পদ্ধতি হল কোয়ান্টাম ট্রান্সডাকশন, যেখানে তৃতীয় ফোটনের সাথে মিথস্ক্রিয়া দ্বারা, একটি মাইক্রোওয়েভ ফোটন একটি অপটিক্যাল ফোটনে রূপান্তরিত হয় যা ফাইবার বরাবর পাঠানো যেতে পারে।

দুর্ভাগ্যবশত, এই প্রক্রিয়ার ব্যবহারিক প্রয়োগগুলি ক্ষতি এবং গোলমাল উভয়েরই পরিচয় দেয়: "আপনি দশটি ফোটন পাঠান এবং সম্ভবত তাদের মধ্যে শুধুমাত্র একটি রূপান্তরিত হয়...এবং আপনার ডিভাইসটি গরম বা অন্য কোনো কারণে কিছু অতিরিক্ত ফোটন যোগ করতে পারে," বলেছেন ফিঙ্কের পিএইচডি ছাত্র ঋষভ সাহু, যিনি এই সর্বশেষ গবেষণা বর্ণনাকারী একটি কাগজের যৌথ প্রথম লেখক। "এই উভয়ই ট্রান্সডাকশনের বিশ্বস্ততাকে কমিয়ে আনে।"

কোয়ান্টাম তথ্য স্থানান্তর করার একটি বিকল্প উপায়কে বলা হয় কোয়ান্টাম টেলিপোর্টেশন এবং এটি প্রথম পরীক্ষামূলকভাবে 1997 সালে ইনসব্রুক বিশ্ববিদ্যালয়ের অ্যান্টন জেইলিংগারের গ্রুপ দ্বারা প্রদর্শিত হয়েছিল - যার জন্য জেইলিঙ্গার শেয়ার করেছিলেন 2022 পদার্থবিজ্ঞানের জন্য নোবেল পুরস্কার. যখন একটি কিউবিট একটি আটকানো জোড়ায় একটি ফোটনের সাথে যোগাযোগ করে, তখন তার নিজস্ব কোয়ান্টাম অবস্থা দ্বিতীয় ফোটনের সাথে জড়িয়ে পড়ে।

জড়ান অদলবদল

একটি কোয়ান্টাম নেটওয়ার্ক পরিবেষ্টিত অবস্থার অধীনে উত্পাদিত হতে পারে যদি এই দ্বিতীয় ফোটন একটি তথাকথিত বেল স্টেট পরিমাপের মাধ্যমে একটি দ্বিতীয় নেটওয়ার্ক নোড থেকে একটি অভিন্নভাবে প্রস্তুত ট্রান্সমিশন ফোটনের সাথে যোগাযোগ করার জন্য একটি কম-ক্ষতির অপটিক্যাল ফাইবারের নিচে যেতে পারে। এটি দূরবর্তী সুপারকন্ডাক্টিং কিউবিটগুলির মধ্যে একটি "এনট্যাঙ্গেলমেন্ট অদলবদল" সম্পাদন করবে।

এনট্যাঙ্গলড ফোটন জোড়া একটি প্রক্রিয়া দ্বারা উত্পন্ন হয় যাকে বলা হয় স্বতঃস্ফূর্ত প্যারামেট্রিক ডাউন-কনভারশন, যার মাধ্যমে একটি ফোটন দুটিতে বিভক্ত হয়। যাইহোক, কেউ এর আগে এমন এক জোড়া ফোটন তৈরি করতে পারেনি যার শক্তি 10,000-এর বেশি ফ্যাক্টর দ্বারা আলাদা। এই পার্থক্যটি প্রায় 1550 এনএম একটি অপটিক্যাল টেলিকম তরঙ্গদৈর্ঘ্যে একটি ফোটনকে অন্তর্ভুক্ত করে; এবং অন্যটি প্রায় 3 সেমি মাইক্রোওয়েভ তরঙ্গদৈর্ঘ্যে।

ফিঙ্কের গ্রুপ একটি লিথিয়াম নিওবেট অপটিক্যাল রেজোনেটর পাম্প করেছে যা টেলিকম তরঙ্গদৈর্ঘ্যে একটি উচ্চ-শক্তি লেজার সহ একটি মাইক্রোওয়েভ রেজোনেটরের অংশ ছিল। লেজারের আলোর অধিকাংশই অনুরণন যন্ত্র থেকে অপরিবর্তিতভাবে ফিরে এসেছিল এবং ফিল্টার করা হয়েছিল। যাইহোক, প্রতি স্পন্দনে আনুমানিক একটি ফোটন দুটি জমে থাকা ফোটনে বিভক্ত হয় - একটি মাইক্রোওয়েভ এবং অন্যটি পাম্প ফোটনের চেয়ে সামান্য বেশি তরঙ্গদৈর্ঘ্যে।

এনট্যাঙ্গলড লাইট সোর্স সম্পূর্ণ অন-চিপ

“আমরা দুটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের ওঠানামার কোভ্যারিয়েন্স পরিমাপ করে এই জট যাচাই করেছি। আমরা মাইক্রোওয়েভ-অপটিক্যাল পারস্পরিক সম্পর্ক খুঁজে পেয়েছি যা শাস্ত্রীয়ভাবে অনুমোদিত হওয়ার চেয়ে শক্তিশালী, যা বোঝায় যে দুটি ক্ষেত্র একটি জমে আছে।" বলেন লিউ কিউ, একজন পোস্টডক্টরাল গবেষক এবং কাজটি বর্ণনাকারী কাগজে যৌথ প্রথম লেখক। গবেষকরা এখন কিউবিট এবং ঘরের তাপমাত্রার ফাইবারগুলিতে এই জটকে প্রসারিত করার, কোয়ান্টাম টেলিপোর্টেশন বাস্তবায়ন এবং কিউবিটগুলিকে পৃথক পাতলা রেফ্রিজারেটরে আটকানোর আশা করছেন।

আলেকজান্ডার ব্লেইস কানাডার ইউনিভার্সিটি ডি শেরব্রুক ওয়ালরাফের সাথে সহযোগিতা করেছে প্রকৃতি কাগজ এবং তিনি ফিঙ্ক এবং সহকর্মীর কাজে মুগ্ধ, “সাধারণত অপটিক্স এবং মাইক্রোওয়েভ একে অপরের সাথে কথা বলে না। অপটিক্স সত্যিই উচ্চ শক্তি এবং আপনার মাইক্রোওয়েভ সার্কিটগুলির কোয়ান্টাম সমন্বয় বৈশিষ্ট্যগুলিকে নষ্ট করে দেয়। এখন [গবেষকদের] স্ট্যান্ডিং ফোটন রয়েছে: আমি যদি সেই তথ্য অন্য ফ্রিজে স্থানান্তর করতে চাই তবে আমাকে সেই তথ্যটি একটি অপটিক্যাল ফাইবারের একটি উড়ন্ত ফোটনে স্থানান্তর করতে হবে এবং সেখানে ক্ষতি হবে। এবং সেই ফোটনকে তখন সেই ফাইবার থেকে নেমে যেতে হবে, দ্বিতীয় ফ্রিজে প্রবেশ করতে হবে এবং কিছু জাদু করতে হবে...আমাদের মনে করা উচিত নয় যে এটি এখন সবকিছু সহজ করে দিয়েছে - এটি কেবল শুরু, কিন্তু এটি পরীক্ষার গুণমান থেকে দূরে সরে যায় না। "

গবেষণায় বর্ণনা করা হয়েছে বিজ্ঞান.

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ডেটা ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• অ্যাড্রিয়েন অ্যাশলির সাথে ভবিষ্যত মিন্টিং। এখানে প্রবেশ করুন.
• PREIPO® এর সাথে PRE-IPO কোম্পানিতে শেয়ার কিনুন এবং বিক্রি করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/microwave-photons-are-entangled-with-optical-photons/