আটকানো আয়নগুলি দীর্ঘ-দূরত্বের রেকর্ড স্থাপন করে - পদার্থবিজ্ঞানের বিশ্ব

বিন্দু A থেকে B পর্যন্ত তথ্য প্রেরণের জন্য হালকা এবং অপটিক্যাল ফাইবার ব্যবহার করা আজ একটি আদর্শ অনুশীলন, কিন্তু আমরা যদি "প্রেরণ এবং বহন" পদক্ষেপগুলি সম্পূর্ণভাবে এড়িয়ে যেতে পারি এবং তাৎক্ষণিকভাবে তথ্য পড়তে পারি? কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্টের জন্য ধন্যবাদ, এই ধারণাটি আর কল্পকাহিনীর কাজ নয়, তবে চলমান গবেষণার বিষয়। আয়নগুলির মতো দুটি কোয়ান্টাম কণাকে আটকে রেখে, বিজ্ঞানীরা তাদের একটি ভঙ্গুর যৌথ অবস্থায় রাখতে পারেন যেখানে একটি কণা পরিমাপ করা অন্যটি সম্পর্কে এমনভাবে তথ্য দেয় যা ক্লাসিকভাবে অসম্ভব।

অস্ট্রিয়ার ইনসব্রুক বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা এখন 230 মিটার দূরে অপটিক্যাল গহ্বরে আটকে থাকা দুটি ক্যালসিয়াম আয়নের উপর এই জটিল জটলা প্রক্রিয়াটি সম্পাদন করেছেন - প্রায় দুটি ফুটবল পিচের সমতুল্য - এবং 520 মিটার দীর্ঘ অপটিক্যাল ফাইবারের মাধ্যমে সংযুক্ত। এই বিচ্ছেদ আটকা পড়া আয়নগুলির জন্য একটি রেকর্ড এবং এই কোয়ান্টাম কণাগুলির উপর ভিত্তি করে কোয়ান্টাম যোগাযোগ এবং গণনা সিস্টেমে একটি মাইলফলক স্থাপন করে।

একটি কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কের দিকে

কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কগুলি কোয়ান্টাম যোগাযোগ ব্যবস্থার মেরুদণ্ড। তাদের আকর্ষণের মধ্যে রয়েছে যে তারা মেট্রোলজি থেকে নেভিগেশন পর্যন্ত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য নির্ভুল সেন্সিং এবং সময় পরিমাপ বাড়াতে অভূতপূর্ব কম্পিউটিং শক্তি এবং সুরক্ষার সাথে বিশ্বকে সংযুক্ত করতে পারে। এই ধরনের কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কগুলি কোয়ান্টাম কম্পিউটার নিয়ে গঠিত - নোডগুলি - ফোটন বিনিময়ের মাধ্যমে সংযুক্ত। এই আদান-প্রদানটি মুক্ত স্থানে করা যেতে পারে, একইভাবে সূর্য থেকে আমাদের চোখে আলো মহাকাশে ভ্রমণ করে। বিকল্পভাবে, ফোটনগুলিকে অপটিক্যাল ফাইবারের মাধ্যমে পাঠানো যেতে পারে যেমন ইন্টারনেট, টেলিভিশন এবং ফোন পরিষেবার জন্য ডেটা প্রেরণ করতে ব্যবহৃত হয়।

আটকে পড়া আয়নগুলির উপর ভিত্তি করে কোয়ান্টাম কম্পিউটার দুটি কারণে কোয়ান্টাম নেটওয়ার্ক এবং কোয়ান্টাম যোগাযোগের জন্য একটি প্রতিশ্রুতিশীল প্ল্যাটফর্ম অফার করে। একটি হল তাদের কোয়ান্টাম অবস্থাগুলি নিয়ন্ত্রণ করা তুলনামূলকভাবে সহজ। অন্যটি হ'ল এই রাজ্যগুলি বাহ্যিক বিশৃঙ্খলাগুলির বিরুদ্ধে শক্তিশালী যা নোডগুলির মধ্যে এবং এগুলি বহন করা তথ্যকে ব্যাহত করতে পারে।

আটকে থাকা ক্যালসিয়াম আয়ন

সর্বশেষ কাজে, গবেষণা দলের নেতৃত্বে ড ট্রেসি নর্থআপ এবং বেন ল্যানিয়ন ইনসব্রুক-এ পল ফাঁদে ক্যালসিয়াম আয়ন আটকে আছে - একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের কনফিগারেশন যা আয়নের উপর একটি বল তৈরি করে, এটিকে ফাঁদের কেন্দ্রে আবদ্ধ করে। ক্যালসিয়াম আয়নগুলি আকর্ষণীয় কারণ তাদের একটি সাধারণ ইলেকট্রনিক কাঠামো রয়েছে এবং শব্দের বিরুদ্ধে শক্তিশালী। "তারা কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কের জন্য প্রয়োজনীয় প্রযুক্তির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ; এবং এগুলি সহজেই আটকে যায় এবং ঠান্ডা হয়, তাই স্কেলযোগ্য কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কগুলির জন্য উপযুক্ত," ব্যাখ্যা করে মারিয়া গালি, ইনসব্রুকের একজন পিএইচডি ছাত্র যিনি এই কাজের সাথে জড়িত ছিলেন, যা বর্ণনা করা হয়েছে দৈহিক পর্যালোচনা চিঠি.

গবেষকরা দুটি পৃথক অপটিক্যাল গহ্বরের মধ্যে একটি একক আটকে পড়া আয়ন স্থাপন করে শুরু করেছিলেন। এই গহ্বরগুলি আয়নার জোড়ার মধ্যে ফাঁকা জায়গা যা তাদের মধ্যে বাউন্স হওয়া আলোর ফ্রিকোয়েন্সি সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ এবং সুর করার অনুমতি দেয় (উপরের ছবিটি দেখুন)। এই আঁটসাঁট নিয়ন্ত্রণটি ফোটনের সাথে আয়নের তথ্যকে সংযুক্ত করতে বা জড়ানোর জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

নেটওয়ার্কের নোডগুলি - দুটি গহ্বরের প্রতিটিতে আয়ন-ফোটন সিস্টেমকে জড়ানোর পরে গবেষকরা আবদ্ধ সিস্টেমটিকে চিহ্নিত করার জন্য একটি পরিমাপ করেছিলেন। যদিও পরিমাপটি জটকে ধ্বংস করে, গবেষকদের এই পদক্ষেপটি অপ্টিমাইজ করার জন্য এই প্রক্রিয়াটি একাধিকবার পুনরাবৃত্তি করতে হয়েছিল। ফোটন, প্রতিটি ক্যালসিয়াম আয়নগুলির একটির সাথে আটকে থাকে, তারপরে অপটিক্যাল ফাইবারের মাধ্যমে প্রেরণ করা হয় যা দুটি নোডকে সংযুক্ত করে, যা পৃথক ভবনে অবস্থিত।

তথ্য বিনিময়

যদিও গবেষকরা ফোটনগুলিকে ফাঁকা স্থানে স্থানান্তর করতে পারতেন, তবে এটি করার ফলে বেশ কয়েকটি শব্দের উত্সের কারণে আয়ন-ফোটন জট বাধাগ্রস্ত হওয়ার ঝুঁকি ছিল। বিপরীতে, অপটিক্যাল ফাইবারগুলি কম ক্ষতি করে, এবং তারা ফোটনগুলিকে রক্ষা করে এবং তাদের মেরুকরণ সংরক্ষণ করে, যা নোডগুলির মধ্যে দীর্ঘ বিচ্ছেদের অনুমতি দেয়। যাইহোক, তারা আদর্শ নয়। “আমরা মেরুকরণে কিছু প্রবাহ লক্ষ্য করেছি। এই কারণে, প্রতি 20 মিনিটে আমরা ফাইবারের মেরুকরণ ঘূর্ণনকে চিহ্নিত করব এবং এটির জন্য সঠিক করব।" গালি বলেন।

ফোটন বেল-স্টেট পরিমাপ (PBSM) নামে পরিচিত একটি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে দুটি ফোটন তাদের নিজ নিজ আয়ন-ফোটন সিস্টেমের তথ্য বিনিময় করে। এই স্টেট-সিলেক্টিভ ডিটেকশন কৌশলে, ফোটনের তরঙ্গ ফাংশন ওভারল্যাপ করা হয়, একটি হস্তক্ষেপ প্যাটার্ন তৈরি করে যা চারটি ফটোডিটেক্টর দিয়ে পরিমাপ করা যায়।

ফটোডিটেক্টরগুলিতে পরিমাপ করা সংকেতগুলি পড়ে, গবেষকরা বলতে পারেন যে ফোটন দ্বারা বাহিত তথ্য - তাদের মেরুকরণ অবস্থা - অভিন্ন কি না। ফলাফলের জোড়া মিল (হয় অনুভূমিক বা উল্লম্ব মেরুকরণ অবস্থা) ফলস্বরূপ দূরবর্তী আয়নগুলির মধ্যে জট সৃষ্টির সূত্রপাত করে।

সফল ফাঁদে ফেলার জন্য ট্রেড-অফ

গবেষকদের আয়নগুলির মধ্যে জট তৈরি করতে বেশ কয়েকটি কারণের ভারসাম্য বজায় রাখতে হয়েছিল। একটি হল সময় উইন্ডো যেখানে তারা ফোটনের চূড়ান্ত যৌথ পরিমাপ করে। এই সময়ের উইন্ডোটি যত দীর্ঘ হবে, গবেষকদের ফোটন সনাক্ত করার সম্ভাবনা তত বেশি - তবে ট্রেড-অফ হল যে আয়নগুলি কম আটকে আছে। এর কারণ হল তারা একই সময়ে আসা ফোটনগুলিকে ধরার লক্ষ্য রাখে এবং দীর্ঘ সময় উইন্ডোর অনুমতি দিলে তারা বিভিন্ন সময়ে আসা ফোটনগুলি সনাক্ত করতে পারে।

থ্রি-নোড কোয়ান্টাম নেটওয়ার্ক আত্মপ্রকাশ করে

গবেষকদের তাই সতর্কতার সাথে পরীক্ষা করা দরকার যে তারা একটি নির্দিষ্ট সময়ের জন্য কতটা জটলা অর্জন করতে পেরেছে। 1 মাইক্রোসেকেন্ডের টাইম উইন্ডোতে, তারা পরীক্ষাটি 13 মিলিয়নেরও বেশি বার পুনরাবৃত্তি করেছে, 555টি সনাক্তকরণ ইভেন্ট তৈরি করেছে। তারপর তারা পারস্পরিক সম্পর্ক পরীক্ষা করার জন্য প্রতিটি নোডে আয়নগুলির অবস্থা স্বাধীনভাবে পরিমাপ করেছিল, যা ছিল 88%। "আমাদের চূড়ান্ত পরিমাপের পদক্ষেপটি প্রকৃতপক্ষে প্রত্যাশিত রাষ্ট্রের সম্পর্ক আছে কিনা তা যাচাই করতে উভয় আয়নের অবস্থা পরিমাপ করা," গ্যালি বলেছেন। "এটি নিশ্চিত করে যে আমরা দুটি আয়নের মধ্যে জট তৈরি করতে সফল হয়েছি।"

স্প্রিন্ট থেকে ম্যারাথনে

দুটি ফুটবল পিচ একটি বৃহৎ দূরত্বের মত মনে হতে পারে যার উপরে একটি অনিশ্চিত কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গল স্টেট তৈরি করা যায়, তবে ইনসব্রুক দলের আরও বড় পরিকল্পনা রয়েছে। আয়নগুলির মধ্যে তথ্য প্রেরণের জন্য ব্যবহৃত ফোটনের তরঙ্গদৈর্ঘ্য বাড়ানোর মতো পরিবর্তন করে, গবেষকরা 50 কিমি - একটি ম্যারাথনের চেয়ে বেশি দূরত্ব কভার করার আশা করছেন।

যদিও অন্যান্য গবেষণা গোষ্ঠীগুলি পূর্বে নিরপেক্ষ পরমাণু ব্যবহার করে আরও দীর্ঘ দূরত্বে জটলা প্রদর্শন করেছে, আয়ন-ভিত্তিক প্ল্যাটফর্মের কিছু সুবিধা রয়েছে। গ্যালি নোট করেছেন যে আটকে থাকা আয়নগুলির সাথে সঞ্চালিত কোয়ান্টাম গেটের বিশ্বস্ততা পরমাণুতে সম্পাদিত কোয়ান্টাম গেটের তুলনায় ভাল, প্রধানত কারণ আয়নগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়াগুলি পরমাণুর মধ্যে মিথস্ক্রিয়াগুলির চেয়ে শক্তিশালী এবং আরও স্থিতিশীল এবং আয়নগুলির সমন্বয়ের সময় অনেক বেশি।

• 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/entangled-ions-set-long-distance-record/