নতুন এনট্যাঙ্গলমেন্ট ফলাফল আরও ভালো কোয়ান্টাম কোডের ইঙ্গিত দেয়

এই মাস, পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার জিতেছেন তিন বিজ্ঞানী তাদের কাজের জন্য কোয়ান্টাম বিশ্বের সবচেয়ে বিপরীতমুখী কিন্তু পরিণতিমূলক বাস্তবতা প্রমাণ করে। তারা দেখিয়েছিল যে দুটি জড়ানো কোয়ান্টাম কণাকে অবশ্যই একটি একক সিস্টেম হিসাবে বিবেচনা করা উচিত - তাদের অবস্থাগুলি একে অপরের সাথে অবিচ্ছিন্নভাবে জড়িত - এমনকি যদি কণাগুলি অনেক দূরত্ব দ্বারা পৃথক করা হয়। অনুশীলনে, "অস্থানীয়তা" এর এই ঘটনাটির অর্থ হল যে আপনার সামনে আপনার সিস্টেমটি হাজার হাজার মাইল দূরে থাকা কিছু দ্বারা তাত্ক্ষণিকভাবে প্রভাবিত হতে পারে।

জট এবং অস্থানীয়তা কম্পিউটার বিজ্ঞানীদের আনক্র্যাকযোগ্য কোড তৈরি করতে সক্ষম করে। ডিভাইস-স্বাধীন কোয়ান্টাম কী ডিস্ট্রিবিউশন নামে পরিচিত একটি কৌশলে, একজোড়া কণাকে আটকানো হয় এবং তারপরে দুই জনের মধ্যে বিতরণ করা হয়। কণার ভাগ করা বৈশিষ্ট্যগুলি এখন একটি কোড হিসাবে কাজ করতে পারে, যা কোয়ান্টাম কম্পিউটার থেকে যোগাযোগকে নিরাপদ রাখবে - ক্লাসিক্যাল এনক্রিপশন কৌশলগুলির মাধ্যমে ভাঙতে সক্ষম মেশিনগুলি।

কিন্তু দুই কণায় থেমে থাকবে কেন? তাত্ত্বিকভাবে, কতগুলি কণা একটি জটলা অবস্থায় ভাগ করতে পারে তার কোনও উচ্চ সীমা নেই। কয়েক দশক ধরে, তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানীরা ত্রি-মুখী, চার-মুখী, এমনকি 100-উপায় কোয়ান্টাম সংযোগের কল্পনা করেছেন - এমন একটি জিনিস যা সম্পূর্ণরূপে বিতরণ করা কোয়ান্টাম-সুরক্ষিত ইন্টারনেটকে অনুমতি দেবে। এখন, চীনের একটি ল্যাব এমনটি অর্জন করেছে যা একবারে তিনটি কণার মধ্যে অ-স্থানীয় এনগেলমেন্ট বলে মনে হয়, সম্ভাব্যভাবে কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফির শক্তি এবং সাধারণত কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কগুলির সম্ভাবনাকে বাড়িয়ে তোলে।

"দুই-দলীয় অ-স্থানীয়তা যথেষ্ট পাগল," বলেন পিটার বিয়ারহর্স্ট, নিউ অরলিন্স বিশ্ববিদ্যালয়ের কোয়ান্টাম তথ্য তত্ত্ববিদ। "কিন্তু এটা দেখা যাচ্ছে যে কোয়ান্টাম মেকানিক্স এমন কিছু করতে পারে যা এমনকি আপনার তিনটি পক্ষ থাকলে এর বাইরেও যায়।"

পদার্থবিদরা এর আগে দুইটির বেশি কণাকে আটকে রেখেছেন। রেকর্ডটি এর মধ্যে কোথাও রয়েছে 14 কণা এবং এক্সএনইউএমএক্স ট্রিলিয়নআপনি কাকে জিজ্ঞাসা করছেন তার উপর নির্ভর করে। কিন্তু এগুলি কেবলমাত্র অল্প দূরত্ব জুড়ে ছিল, সর্বাধিক মাত্র ইঞ্চি ব্যবধানে। ক্রিপ্টোগ্রাফির জন্য মাল্টিপার্টি এন্ট্যাঙ্গলমেন্টকে উপযোগী করে তোলার জন্য, বিজ্ঞানীদেরকে সহজ জট ছাড়িয়ে যেতে হবে এবং অ-স্থানীয়তা প্রদর্শন করতে হবে - "অর্জন করার জন্য একটি উচ্চ বার," বলেছেন এলি ওল্ফ, কানাডার ওয়াটারলুতে তাত্ত্বিক পদার্থবিদ্যার পেরিমিটার ইনস্টিটিউটের কোয়ান্টাম তত্ত্ববিদ।

অ-স্থানীয়তা প্রমাণ করার মূল চাবিকাঠি হল একটি কণার বৈশিষ্ট্য অন্যটির বৈশিষ্ট্যের সাথে মেলে কিনা তা পরীক্ষা করা - এনট্যাঙ্গলমেন্টের বৈশিষ্ট্য - একবার তারা পর্যাপ্ত দূরে হয়ে গেলে অন্য কিছুই প্রভাব সৃষ্টি করতে পারে না। উদাহরণস্বরূপ, একটি কণা যা এখনও শারীরিকভাবে তার আটকানো যমজের কাছাকাছি থাকে তা বিকিরণ নির্গত করতে পারে যা অন্যটিকে প্রভাবিত করে। কিন্তু যদি তারা এক মাইল দূরে থাকে এবং কার্যত তাৎক্ষণিকভাবে পরিমাপ করা হয়, তাহলে তারা সম্ভবত শুধুমাত্র জট দ্বারা সংযুক্ত। পরীক্ষার্থীরা সমীকরণের একটি সেট ব্যবহার করে যাকে বলা হয় বেল অসমতা কণার সংযুক্ত বৈশিষ্ট্যের জন্য অন্যান্য সমস্ত ব্যাখ্যা বাতিল করতে।

তিনটি কণার সাথে, অ-স্থানীয়তা প্রমাণ করার প্রক্রিয়া একই রকম, তবে বাতিল করার আরও সম্ভাবনা রয়েছে। এই বেলুনটি পরিমাপ এবং গাণিতিক হুপ উভয়ের জটিলতাকে বোঝায় যে তিনটি কণার অ-স্থানীয় সম্পর্ক প্রমাণ করতে বিজ্ঞানীদের অবশ্যই ঝাঁপিয়ে পড়তে হবে। "আপনাকে এটির কাছে যাওয়ার জন্য একটি সৃজনশীল উপায় নিয়ে আসতে হবে," বিয়ারহর্স্ট বলেছিলেন - এবং ল্যাবে সঠিক পরিস্থিতি তৈরি করার প্রযুক্তি রয়েছে৷

আগস্টে প্রকাশিত ফলাফলে, হেফেই, চীনের একটি দল এগিয়ে একটি গুরুত্বপূর্ণ লাফ দিয়েছে। প্রথমে একটি বিশেষ ধরনের ক্রিস্টালের মাধ্যমে লেজার গুলি করে তারা বিজড়িত তিনটি ফোটন এবং সেগুলিকে শত শত মিটার দূরে গবেষণা সুবিধার বিভিন্ন এলাকায় স্থাপন করে। তারপরে তারা একই সাথে প্রতিটি ফোটনের একটি এলোমেলো সম্পত্তি পরিমাপ করেছিল। গবেষকরা পরিমাপ বিশ্লেষণ করেছেন এবং দেখেছেন যে তিনটি কণার মধ্যে সম্পর্কটি ত্রিমুখী কোয়ান্টাম ননলোক্যালিটি দ্বারা সর্বোত্তমভাবে ব্যাখ্যা করা হয়েছিল। এটি এখন পর্যন্ত ত্রিমুখী অ-স্থানীয়তার সবচেয়ে ব্যাপক প্রদর্শন ছিল।

প্রযুক্তিগতভাবে, অন্য কিছু ফলাফলের কারণ হওয়ার একটি ছোট সম্ভাবনা রয়েছে। "আমাদের এখনও কিছু খোলা ফাঁক আছে," বলেন জুমেই গু, গবেষণার প্রধান লেখকদের একজন। কিন্তু কণাগুলিকে আলাদা করে, তারা তাদের ডেটার জন্য সবচেয়ে উজ্জ্বল বিকল্প ব্যাখ্যাটি বাতিল করতে সক্ষম হয়েছিল: শারীরিক নৈকট্য।

লেখকরাও তাদের পরীক্ষার উপর ভিত্তি করে একটি নতুন, কঠোর সংজ্ঞা ত্রিমুখী অ-স্থানীয়তা যা গত কয়েক বছরে আকর্ষণ অর্জন করছে। যেখানে অতীতের পরীক্ষাগুলি ফোটন পরিমাপকারী ডিভাইসগুলির মধ্যে সহযোগিতার জন্য অনুমতি দেয়, গু এর তিনটি ডিভাইস যোগাযোগ করতে পারেনি। পরিবর্তে, তারা কণাগুলির এলোমেলো পরিমাপ করেছে - একটি সীমাবদ্ধতা যা ক্রিপ্টোগ্রাফিক পরিস্থিতিতে কার্যকর হবে যেখানে কোনও যোগাযোগের সাথে আপোস করা যেতে পারে, বলেন রেনাটো রেনার, সুইস ফেডারেল ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি জুরিখের কোয়ান্টাম পদার্থবিদ। (পুরোনো দৃষ্টান্ত ব্যবহার করে, একটি কানাডিয়ান দল প্রদর্শিত 2014 সালে দূরত্বে ত্রিমুখী অ-স্থানীয়তা।)

এখন যেহেতু নতুন সংজ্ঞা অনুসরণকারী গবেষকরা সফলভাবে কণাগুলিকে এত দূরে আটকে রেখেছেন, তারা দূরত্বকে আরও প্রসারিত করার দিকে মনোনিবেশ করতে পারেন।

"এটি দীর্ঘ-দূরত্বের, বড় মাপের পরীক্ষা-নিরীক্ষা করার দিকে একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ," বলেছেন সৈকত গুহ, অ্যারিজোনা বিশ্ববিদ্যালয়ের কোয়ান্টাম তথ্য তত্ত্ববিদ।

সবচেয়ে সরাসরি, এই প্রযুক্তিটি আরও বিস্তৃত কোয়ান্টাম কী বিতরণকে শক্তি দিতে পারে, রেনার বলেছেন। আপনি যদি এনক্রিপশনের চাবিকাঠি হিসাবে entangled কণা ব্যবহার করেন, একই বেল অসমতা যা পদার্থবিদরা অ-স্থানীয়তার জন্য পরীক্ষা করতে ব্যবহার করেন তা নিশ্চিত করতে পারে যে আপনার গোপনীয়তা সম্পূর্ণ সুরক্ষিত। তারপরেও যদি আপনি একটি বার্তা পাঠাতে বা গ্রহণ করার জন্য যে ডিভাইসটি ব্যবহার করেন তা আপনার সবচেয়ে খারাপ শত্রু দ্বারা দূষিতভাবে ম্যানিপুলেট করা হয়, তারা আপনার কোয়ান্টাম কী নির্ধারণ করতে সক্ষম হবে না। এই গোপনীয়তাগুলি আপনার এবং যার মধ্যে অন্য আটকে থাকা কণা রয়েছে তার মধ্যে থাকে।

রেনার বলেন, কোয়ান্টাম কী ডিস্ট্রিবিউশন হল "লোকেরা যে বিষয়ে উত্তেজিত। গত বছর, তিনটি পৃথক গ্রুপ ল্যাবে প্রোটোকল প্রদর্শন করেছে, যদিও এখনও একটি ছোট স্কেলে। এই কারণেই ত্রিমুখী অ-স্থানীয়তা এত গুরুত্বপূর্ণ হবে। "আপনার কাছে নীতিগতভাবে অনেক বেশি ক্রিপ্টোগ্রাফিক শক্তি আছে," কারণ এই তিন-মুখী সংযোগগুলি কয়েকটি দ্বি-মুখী লিঙ্ককে একত্রিত করে সিমুলেট করা যায় না।

"এটি একটি মৌলিকভাবে নতুন স্তরের ঘটনা," Bierhorst বলেন, যেটি ডিভাইস-স্বাধীন ক্রিপ্টোগ্রাফিকে মৌলিক, দ্বিমুখী যোগাযোগ থেকে গোপন-শেয়ারারদের একটি সম্পূর্ণ নেটওয়ার্কে প্রসারিত করতে পারে।

ক্রিপ্টোগ্রাফি ছাড়াও, মাল্টিপার্টি এন্ট্যাঙ্গলমেন্ট অন্যান্য ধরণের কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কগুলির জন্য সম্ভাবনাও উন্মুক্ত করে। গুহের মতো গবেষকরা এ নিয়ে কাজ করছেন কোয়ান্টাম ইন্টারনেট, যা কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলিকে লিঙ্ক করতে পারে যেভাবে নিয়মিত ইন্টারনেট সাধারণ ডিভাইসগুলিকে সংযুক্ত করে। এই সিস্টেমটি বিভিন্ন দূরত্ব জুড়ে বিভিন্ন স্তরের এনগেলমেন্টের সাথে লক্ষ লক্ষ কণাকে সংযুক্ত করে অনেক কোয়ান্টাম ডিভাইসের কম্পিউটিং শক্তিকে একত্রিত করবে। আমাদের কাছে এই ধরনের সিস্টেমের জন্য সমস্ত স্বতন্ত্র বিল্ডিং ব্লক রয়েছে, গুহ বলেন, কিন্তু এটি একত্রিত করা "একটি বিশাল, বিশাল প্রকৌশল চ্যালেঞ্জ।" এই লক্ষ্যকে সামনে রেখে নেদারল্যান্ডসের বিজ্ঞানীরা অনুসৃত দুটি পৃথক ল্যাব বিস্তৃত একটি নেটওয়ার্কে তিনটি কণাকে জড়ানোর জন্য - যদিও গু'র দলের বিপরীতে, তারা অ-স্থানীয়তা প্রদর্শনের দিকে মনোযোগী ছিল না।

বিয়ারহর্স্ট বলেন, ত্রি-মুখী জট নিয়ে এই কাজটি "শুধু একটি আকর্ষণীয় ঘটনা" হিসাবে শুরু হয়েছিল। কিন্তু "যখন আপনার কাছে এমন কিছু থাকে যা কোয়ান্টাম মেকানিক্স করতে পারে যা অন্যথায় করা অসম্ভব, এটি সমস্ত ধরণের নতুন প্রযুক্তিগত সম্ভাবনা উন্মুক্ত করবে যা অপ্রত্যাশিত উপায়ে কাজে লাগানো যেতে পারে।"

আপাতত, কয়েকটি ল্যাব একসাথে খুব কাছাকাছি থাকা কণাগুলির মধ্যে চার-মুখী অ-স্থানীয়তা প্রদর্শন করেছে। “এই পরীক্ষাগুলি এই সময়ে বেশ অনুমানমূলক। আপনাকে অনেক অনুমান করতে হবে,” বিয়ারহর্স্ট বলেছিলেন।

ত্রিমুখী পরীক্ষাগুলি এখনও কিছু অনুমানের উপর নির্ভর করে। নোবেল বিজয়ীরা অর্ধশতাব্দী কাটিয়েছেন তাদের দ্বিমুখী পরীক্ষা-নিরীক্ষায় সেই ত্রুটিগুলিকে বাদ দিতে, অবশেষে 2017 সালে সফল হয়েছেন৷ কিন্তু তারপর থেকে আমরা প্রযুক্তিগতভাবে অনেক দূর এগিয়ে এসেছি, রেনার বলেছেন৷

"আগে যা [নিয়ত] কয়েক দশক আগে হয়েছিল তা এখন এক বছরের মধ্যে হবে," তিনি বলেছিলেন।