এনট্যাঙ্গলড লাইট সোর্স সম্পূর্ণ অন-চিপ

আটকানো ফোটনের জোড়া হল ফোটোনিক কোয়ান্টাম কম্পিউটার, কোয়ান্টাম কী ডিস্ট্রিবিউশন সিস্টেম এবং অনেক কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কিং ডিজাইনের মূল উপাদান। চাহিদা অনুযায়ী আটকানো ফোটন উৎপাদনের জন্য সাধারণত বিশাল লেজার এবং দীর্ঘায়িত প্রান্তিককরণ পদ্ধতির প্রয়োজন হয় - এবং এটি এই প্রযুক্তিগুলির বাণিজ্যিক কার্যকারিতা সীমিত করে। এখন, জার্মানি এবং নেদারল্যান্ডসের গবেষকদের একটি দল একটি ডিভাইসে একাধিক সমন্বিত ফোটোনিক প্রযুক্তিকে একত্রিত করতে একটি নতুন স্থাপত্য ব্যবহার করেছে। ফলাফল হল একটি চিপে একটি সম্পূর্ণ জমে থাকা ফোটন উৎস যা প্রায় এক ইউরো মুদ্রার আকারের।

"এই চিপটি ব্যবহার করা খুব সহজ," দলের সদস্য বলেছেন রক্তিম হালদার, যিনি লাইবনিজ ইউনিভার্সিটি হ্যানোভারের একজন পোস্টডক্টরাল গবেষক। "আপনি শুধু এটিকে প্লাগ ইন করুন এবং এটি চালু করুন এবং এটি কোয়ান্টাম ফোটন তৈরি করতে পারে - আপনার অন্য কিছু বা অন্য কোনো দক্ষতার প্রয়োজন নেই।" তিনি যোগ করেছেন যে ভবিষ্যতে, প্রতিটি অপটিক্যাল কোয়ান্টাম প্রসেসরে উৎসটি একইভাবে পাওয়া যেতে পারে যেভাবে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলি আজ প্রতিটি ইলেকট্রনিক সিস্টেমে পাওয়া যায়।

ফোটোনিক কোয়ান্টাম বিট (কুবিট) হল বিভিন্ন প্রযুক্তির মধ্যে একটি যা ভবিষ্যতের কোয়ান্টাম কম্পিউটারের ভিত্তি হতে প্রতিদ্বন্দ্বিতা করছে। তারা সুপারকন্ডাক্টিং ডিভাইস এবং আটকে থাকা পরমাণু বা আয়নগুলির উপর ভিত্তি করে সহ অন্যান্য ধরণের কিউবিটগুলির উপর বেশ কয়েকটি সুবিধা অফার করে। উদাহরণস্বরূপ, ফোটোনিক কিউবিটগুলিকে ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রায় ঠান্ডা করার প্রয়োজন নেই এবং তারা পরিবেশগত শব্দের জন্য কম সংবেদনশীল যা সূক্ষ্ম কোয়ান্টাম সিস্টেমগুলিকে ধ্বংস করতে পারে।

জড়ানো কঠিন

নেতিবাচক দিক থেকে, ফোটোনিক কিউবিটগুলি ক্ষতির জন্য বেশি সংবেদনশীল এবং সেগুলিকে আটকানো অনেক বেশি কঠিন - পরেরটি এক সময়ে একাধিক কিউবিট জড়িত গণনার জন্য প্রয়োজনীয়।

ইন্টিগ্রেটেড ফোটোনিক্স, যেখানে ফোটনগুলি চিপগুলিতে মুদ্রিত মাইক্রন-প্রস্থ ওয়েভগাইডগুলিতে ভ্রমণের জন্য সীমাবদ্ধ থাকে, আলো-ভিত্তিক কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলিকে উন্নত করার একটি উপায় সরবরাহ করে

"ফটোনিক কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলির ক্ষতির সাথে একটি বড় সমস্যা রয়েছে," বলেছেন৷ এলিজাবেথ গোল্ডস্মিড্ট, ইলিনয় ইউনিভার্সিটি আরবানা শ্যাম্পেইনের কোয়ান্টাম অপটিক্সের অধ্যাপক যিনি নতুন উৎস তৈরিতে জড়িত ছিলেন না। "কারণ ইন্টারফেসগুলি বিশেষভাবে ক্ষতিকারক, অন-চিপ হওয়া খুবই গুরুত্বপূর্ণ।"

তাদের সর্বশেষ গবেষণায়, হালদার এবং সহকর্মীরা একটি ফোটোনিক্স সিস্টেম-অন-এ-চিপ তৈরি করেছে যা আটকানো ফোটন তৈরি করে। এটি তিনটি প্রধান উপাদান নিয়ে গঠিত: একটি লেজার; একটি ফিল্টার একটি সংকীর্ণ ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে লেজারের স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করে; এবং একটি অ-রৈখিক মাধ্যম তৈরি করে entangled ফোটন জোড়া। যদিও লেজার এবং কোয়ান্টাম আলোর উত্সগুলির জন্য একটি বাহ্যিক লেজারের প্রয়োজন হয় আগে অন-চিপ তৈরি করা হয়েছিল, উভয়কে একই চিপে রাখা একটি চ্যালেঞ্জ ছিল। এর কারণ হল লেজিংয়ের জন্য ব্যবহৃত উপকরণগুলি ফিল্টারিং এবং আটকানো জোড়া তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় উপাদানগুলির থেকে আলাদা এবং দুটি উপকরণের জন্য উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলি সাধারণত বেমানান।

হাইব্রিড ইন্টিগ্রেশন

দলটি হাইব্রিড ইন্টিগ্রেশন নামে একটি কৌশল ব্যবহার করে এই অসঙ্গতিকে অতিক্রম করেছে। লেসিংয়ের জন্য ব্যবহৃত লাভের মাধ্যমটি তৈরি হয়েছিল ইন্ডিয়াম ফসফাইড থেকে, যখন ফিল্টারিং এবং ফোটন-জেনারেশন উপাদানগুলি সিলিকন নাইট্রাইড থেকে তৈরি হয়েছিল। দুজনকে একত্রে আটকে রাখতে, দলটির দক্ষতা কাজে লাগিয়েছে ক্লাউস বোলারটুয়েন্টি বিশ্ববিদ্যালয়ের গ্রুপ। বোলারের দল পর্যাপ্ত সূক্ষ্মতার সাথে বিভিন্ন চিপগুলিকে একত্রে আঠালো করতে পারদর্শী যে মাইক্রোস্কোপিক আলো-নির্দেশক উপাদানগুলি লাইন আপ করে এবং এত নিখুঁতভাবে সংযোগ করে যে ইন্টারফেসে খুব কমই আলো নষ্ট হয়। ইন্টারফেসে প্রতিফলন এড়াতে, তারা একটি অ্যান্টি-রিফ্লেক্টিং আবরণ যোগ করেছে এবং চিপের উপরে 9° দ্বারা ইন্ডিয়াম ফসফাইড ওয়েভগাইডের শেষ টাইল করেছে। এটি তাদের ইন্টারফেস জুড়ে 0.01 dB এর কম ক্ষতি অর্জন করতে দেয়।

পুনরুজ্জীবিত ফোটন এনট্যাঙ্গলমেন্ট কোয়ান্টাম যোগাযোগ এবং ইমেজিং উন্নত করতে পারে   

সমস্ত উপাদানের নিরবচ্ছিন্ন একীকরণে সহায়তা করার জন্য, দলটি এমন একটি নকশা বেছে নিয়েছে যেখানে লেজার গেইন মিডিয়াম, ফিল্টার এবং ফোটন-পেয়ার জেনারেশন ওয়েভগাইড সবই লেজিং ক্যাভিটির ভিতরে থাকে। "তারা একই সিলিকন নাইট্রাইড রিং এবং একই চিপের লেজারের ফিল্টারিং এবং জোড়া উত্পাদন উভয়কে একীভূত করার জন্য এই চতুর স্কিমটি নিয়ে এসেছিল, যা খুব দুর্দান্ত," গোল্ডস্মিড ব্যাখ্যা করেন।

লেজারের গহ্বরের অভ্যন্তরে সমগ্র প্রক্রিয়াটি প্রকৌশলী করা কোন সহজ বিষয় ছিল না। বিশেষ করে, তারা যে ফিল্টারটি নিযুক্ত করেছিল তা কোয়ান্টাম আলোর উদ্দেশ্যে অভিযোজিত হয়নি এবং তারা এটিকে মানিয়ে নিতে কঠোর পরিশ্রম করেছিল। "লেজার অ্যাকশন বজায় রাখার জন্য ক্ষতিটি মোট লাভের সমান হতে হবে," হালদার বলেছেন, "এবং এটি একটি খুব কঠিন প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ। যদি দুটি ওয়েভগাইডের মধ্যে একটি ব্যবধান হয়, বলুন, 200 এনএম, এটিকে মাত্র 180 এনএম এ পরিবর্তন করলে পুরো চিপটি কাজ করতে পারে না।"

চিপটি প্রতি সেকেন্ডে প্রায় 99 বার 1000% বিশ্বস্ততার সাথে ফ্রিকোয়েন্সি-এন্ট্যাঙ্গল্ড ফোটনের জোড়া তৈরি করে। দলটি এখন মাল্টিফোটন ক্লাস্টার স্টেট তৈরি করার জন্য অন-চিপ ফোটোনিক ক্ষমতা বাড়ানোর দিকে কাজ করছে। এগুলি হল একাধিক জটযুক্ত ফোটন সমন্বিত রাজ্য যা কার্যকর কিউবিট হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে যা ক্ষতির জন্য কম সংবেদনশীল। কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ে কার্যকর ক্লাস্টার স্টেট তৈরি করা একটি কঠিন উন্মুক্ত সমস্যা। গোল্ডস্মিড্ট বলেছেন, "একই চিপে এই উত্সগুলির মধ্যে কয়েকটিকে মাল্টিপ্লেক্স করা একটি খুব পরিষ্কার পথ এবং আপনাকে আরও বেশি স্বাধীনতাকে আটকাতে দেয় এবং আরও জটিল জটবদ্ধ রাজ্যগুলি তৈরি করতে দেয়"।

তারা তাদের ফলাফল বর্ণনা করেছে প্রকৃতি ফোটোনিক্স.

• 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.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/entangled-light-source-is-fully-on-chip/