আলাদা করা যায় এমন ফোটন কতটা আলাদা? নতুন অপটিক্যাল ইন্টারফেরোমিটার এটিতে একটি সংখ্যা রাখে

অভেদযোগ্য ফোটনের একটি নমুনায়, তারা কতটা অভেদযোগ্য? বিজ্ঞানীদের একটি আন্তর্জাতিক দল এখন মাল্টি-ফোটন স্বতন্ত্রতার প্রথম সুনির্দিষ্ট পরিমাপ করে এই প্রশ্নের উত্তর দিয়েছে। আন্তঃসংযুক্ত ওয়েভগাইডের উপর ভিত্তি করে একটি উদ্ভাবনী ধরণের অপটিক্যাল ইন্টারফেরোমিটার ব্যবহার করে, দলটি দেখিয়েছে যে কোয়ান্টাম অপটিক্স পরীক্ষায় একক-ফোটন উত্স এবং মাল্টি-ফোটন রাজ্যের প্রজন্ম উভয়ের কার্যকারিতা পরীক্ষা করা সম্ভব - একটি কৃতিত্ব দলের সদস্য আন্ড্রেয়া ক্রিসি "কোয়ান্টাম অপটিক্স এক্সপেরিমেন্টারের টুলবক্সে একটি অতিরিক্ত উপাদান" যোগ করা হিসাবে বর্ণনা করে।

ধ্রুপদী পদার্থবিদ্যা দ্বারা পরিচালিত দৈনন্দিন জগতে, আমরা সর্বদা কোনটি ম্যাক্রোস্কোপিক বস্তু তা বলার উপায় খুঁজে পেতে পারি, এমনকি অনেক বস্তুকে অতিমাত্রায় অভিন্ন দেখালেও। কোয়ান্টাম জগতে, তবে, কণা গভীর অর্থে অভিন্ন হতে পারে, ব্যাখ্যা করেন ক্রেস্পি, একজন পদার্থবিদ পলিটেকনিক ইউনিভার্সিটি অফ মিলান, ইতালি. এটি একটি কণা থেকে অন্য কণাকে আলাদা করা সত্যিই অসম্ভব করে তোলে এবং হস্তক্ষেপের মতো তরঙ্গের মতো আচরণের দিকে নিয়ে যায়।

এই অস্বাভাবিক আচরণগুলি অপটিক্যাল কোয়ান্টাম প্রযুক্তিতে অভিন্ন ফোটনকে একটি মূল সংস্থান করে তোলে। কোয়ান্টাম কম্পিউটিং-এ, উদাহরণস্বরূপ, তারা কিউবিট বা কোয়ান্টাম বিটগুলির ভিত্তি তৈরি করে, যা গণনা সম্পাদন করতে ব্যবহৃত হয়। কোয়ান্টাম যোগাযোগে, এগুলি বড় আকারের কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কগুলিতে তথ্য পাঠাতে ব্যবহৃত হয়।

প্রকৃত স্বতন্ত্রতা প্রমাণ করা

দুটি ফোটন আলাদা করা যায় কিনা তা পরীক্ষা করার জন্য, গবেষকরা সাধারণত তাদের একটি ইন্টারফেরোমিটারের মাধ্যমে পাঠান যেখানে দুটি চ্যানেল বা ওয়েভগাইড এত কাছাকাছি থাকে যে প্রতিটি ফোটন তাদের যেকোনো একটির মধ্য দিয়ে যেতে পারে। যদি দুটি ফোটন পুরোপুরি আলাদা করা যায় না, তবে তারা সবসময় একই ওয়েভগাইডে একসাথে শেষ হয়। যাইহোক, এই কৌশলটি ফোটনের বড় সেটের জন্য ব্যবহার করা যাবে না, কারণ সমস্ত সম্ভাব্য দুই-ফোটন সংমিশ্রণের জন্য এটি পুনরাবৃত্তি করা হলেও, মাল্টি-ফোটন সেটটিকে সম্পূর্ণরূপে চিহ্নিত করার জন্য এটি যথেষ্ট হবে না। এই কারণেই "প্রকৃত পার্থক্য" - একটি প্যারামিটার যা পরিমাপ করে যে ফোটনের একটি সেট এই আদর্শ, অভিন্ন অবস্থার কতটা কাছাকাছি - একাধিক ফোটনের জন্য পরিমাপ করা এত কঠিন।

নতুন কাজের মধ্যে, মিলান থেকে গবেষকরা এবং ইতালির রোম ইউনিভার্সিটি "লা সাপিয়েঞ্জা"; দ্য ইতালীয় গবেষণা পরিষদ; দ্য প্যালেসিউ, ফ্রান্সের ন্যানোসায়েন্সেস এবং ন্যানোটেকনোলজি কেন্দ্র; এবং ফোটোনিক কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ফার্ম কোয়ান্ডেলা চারটি ফোটনের জন্য একটি "অস্পষ্টতা পরীক্ষা" তৈরি করেছে। তাদের সিস্টেমে একটি কাচের স্ল্যাব ছিল যেখানে তারা লেজার-লেখার কৌশল ব্যবহার করে আটটি ওয়েভগাইড ছাপিয়েছিল। একটি সেমিকন্ডাক্টর কোয়ান্টাম ডট উত্স ব্যবহার করে, তারা বারবার ফোটনগুলিকে ওয়েভগাইডে প্রেরণ করেছিল, তারপরে কোনটি ফোটন দ্বারা দখল করা হয়েছিল তা রেকর্ড করে।

এরপরে, তারা একটি মাইক্রোহিটার ব্যবহার করে একটি ওয়েভগাইডকে গরম করার জন্য যেটিতে একটি ফোটন রয়েছে। তাপমাত্রা বৃদ্ধির ফলে ওয়েভগাইডের প্রতিসরণকারী সূচক পরিবর্তন হয়, ফোটনের অপটিক্যাল ফেজে পরিবর্তন আনে এবং হস্তক্ষেপের প্রভাবের কারণে এটি সাতটি ওয়েভগাইডের মধ্যে অন্য একটিতে চলে যায়।

পরীক্ষায় দেখা গেছে যে ওয়েভগাইডের মধ্যে দোলনের প্রশস্ততা প্রকৃত পৃথকীকরণের পরামিতি নির্ধারণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, যা 0 এবং 1 এর মধ্যে একটি সংখ্যা (1টি পুরোপুরি অভিন্ন ফোটনের সাথে সম্পর্কিত)। তাদের পরীক্ষায়, তারা 0.8 এর একটি স্বতন্ত্রতা গণনা করেছে।

"এর ব্যাপারে n ফোটন, প্রকৃত পৃথকীকরণের ধারণাটি সবচেয়ে খাঁটি উপায়ে পরিমাপ করে যে এই কণাগুলিকে আলাদা করা কতটা অসম্ভব এবং এটি সম্মিলিত কোয়ান্টাম হস্তক্ষেপের প্রভাবগুলি কতটা উচ্চারিত হয় তার সাথে সম্পর্কিত,” ক্রেসপি ব্যাখ্যা করেছেন। "এই পরিমাণ পরিমাপ করার জন্য আমাদের কৌশলটি একটি নতুন ধরণের ইন্টারফেরোমিটারের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে, এর আউটপুটে, অস্বাভাবিক হস্তক্ষেপের প্রভাব যা সম্পূর্ণ সেটের সম্মিলিত প্রকৃত পৃথকীকরণকে 'পাতন' করে। n আংশিক উপসেটের স্বতন্ত্রতার ক্ষেত্রে ফোটন।

কোয়ান্টাম অপটিক্সের জন্য সরঞ্জাম

যদিও কৌশলটি চারটিরও বেশি ফোটনের সাথে কাজ করতে পারে, তবে স্বতন্ত্রতার জন্য বৈচিত্র্য পর্যবেক্ষণের জন্য প্রয়োজনীয় পরিমাপের সংখ্যা ফোটনের সংখ্যার সাথে দ্রুতগতিতে বৃদ্ধি পায়। তাই এটি 100 ফোটন বা তার বেশির জন্য ব্যবহারিক হবে না, যা ভবিষ্যতের অপটিক্যাল কম্পিউটারের জন্য প্রয়োজনীয় সম্ভাব্য সংখ্যা। এটি বলেছে, ক্রেসপি বলেছেন যে এটি কোয়ান্টাম অপটিক্স পরীক্ষায় ব্যবহার করা যেতে পারে যেখানে বিজ্ঞানীদের জানা দরকার যে ফোটনগুলি আলাদা করা যায় না বা না।

"অকৃত্রিম পার্থক্যযোগ্যতা একটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার যা একটি মাল্টি-ফোটন উত্সের গুণমান সম্পর্কে তথ্য সরবরাহ করে এবং কীভাবে এইগুলি নির্ধারণ করে n ফোটন ব্যবহার করা যেতে পারে জটিল তথ্য রাষ্ট্র," তিনি বলেন ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড. "কোয়ান্টাম তথ্য প্রক্রিয়া এবং স্থানান্তরের জন্য পরিমাণগত সুবিধাগুলি প্রদর্শন করে এমন নির্ভরযোগ্য প্রযুক্তিগুলি বিকাশের জন্য, শুধুমাত্র ভাল উত্সগুলি বিকাশ করাই নয়, এই সংস্থানগুলির গুণমানকে বৈশিষ্ট্যযুক্ত এবং পরিমাপ করার পদ্ধতিগুলি বিকাশ করাও গুরুত্বপূর্ণ।"

দলের সদস্য সারা টমাস, যিনি এখন কোয়ান্টাম অপটিক্সে একজন পোস্টডক ইম্পেরিয়াল কলেজ লন্ডন, যুক্তরাজ্য, বলেছেন যে পদ্ধতিটি বোসন স্যাম্পলিং-এর মতো পরীক্ষা-নিরীক্ষার জন্য কতটা ভাল সম্পদ রাজ্য তা পরিমাপ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। "মাল্টি-ফোটন স্টেট তৈরির বর্তমান সীমাবদ্ধতা এবং কোয়ান্টাম হস্তক্ষেপের উপর এর প্রভাব বোঝার জন্য এই ধরনের একটি চরিত্রায়ন টুল কার্যকর হবে, এবং সেইজন্য এই রিসোর্স স্টেটগুলিকে উন্নত করার জন্য সম্ভাব্য পথ খুঁজে বের করতে হবে," সে বলে।

গবেষকদের মতে, তাদের উদ্ভাবনী ডিভাইসটি তাদের সরাসরি অদ্ভুত হস্তক্ষেপের প্রভাবগুলি পর্যবেক্ষণ করতে দেয় যা বহু-কণা কোয়ান্টাম হস্তক্ষেপের উপর মৌলিক গবেষণার জন্য নতুন পথ খুলতে পারে, এমনকি ফটোনিক্সের বাইরেও। "আমরা কোয়ান্টাম মেট্রোলজিতে এই প্রভাবগুলির প্রভাবগুলি অন্বেষণ করতে পারি - অর্থাৎ, কোয়ান্টাম-সক্ষম প্রভাবগুলির মাধ্যমে শারীরিক পরিমাণের বর্ধিত অনুমানের জন্য," থমাস প্রকাশ করেন।

বর্তমান কাজ বিস্তারিত আছে শারীরিক পর্যালোচনা এক্স.