ফটোনিক ডিভাইস এবং সিস্টেমের দ্রুত বিকাশ সত্ত্বেও, অন-চিপ তথ্য প্রযুক্তিগুলি বেশিরভাগই দুই-স্তরের সিস্টেমের মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকে কারণ কঠোর প্রয়োজনীয়তা পূরণ করার জন্য পর্যাপ্ত পুনর্গঠনযোগ্যতার অভাব রয়েছে। এমনকি মাত্রিকতা প্রসারিত করার জন্য সম্প্রতি আবির্ভূত ভেক্টর লেজার এবং মাইক্রোক্যাভিটিগুলির জন্য নিবেদিত বিস্তৃত প্রচেষ্টার সাথে, চাহিদা অনুযায়ী আলোর বৈচিত্রপূর্ণ, উচ্চ-মাত্রিক সুপারপজিশন স্টেটগুলি সক্রিয়ভাবে সুর করা একটি চ্যালেঞ্জ রয়ে গেছে।
থেকে বিজ্ঞানীরা পেন ইঞ্জিনিয়ারিং একটি হাইপারডাইমেনশনাল, স্পিন-অরবিট মাইক্রোলেজার চিপ তৈরি করেছে যা বিদ্যমান নিরাপত্তা এবং দৃঢ়তাকে ছাড়িয়ে যায় কোয়ান্টাম যোগাযোগ হার্ডওয়্যার তাদের সিস্টেম যোগাযোগের জন্য "কুডিটস" ব্যবহার করে, আগের অন-চিপ লেজারের কোয়ান্টাম তথ্য স্থান দ্বিগুণ করে।
উন্নত কোয়ান্টাম ডিভাইস ব্যবহার qubits, ডিজিটাল তথ্যের একক যা একই সাথে 1 এবং 0 উভয়ই হতে পারে। কোয়ান্টাম মেকানিক্সে, এই যুগপৎ অবস্থাকে বলা হয় "সুপারপজিশন"। এই অতিরিক্ত মাত্রার সংকেত দেওয়ার জন্য দুই স্তরের বেশি সুপারপজিশনের অবস্থায় একটি কোয়ান্টাম বিটকে কুডিট বলা হয়।
নতুন ডিভাইসটি চার-স্তরের কুডিট ব্যবহার করে যা উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি সক্ষম করে কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফি. অধিকন্তু, ডিভাইসটি সুপারপজিশনের চারটি স্তর অফার করে এবং মাত্রা আরও বৃদ্ধির দরজা খুলে দেয়।
ম্যাটেরিয়ালস সায়েন্স অ্যান্ড ইঞ্জিনিয়ারিং (এমএসই) পোস্টডক্টরাল ফেলো ঝিফেং ঝাং বলেছেন, “সবচেয়ে বড় চ্যালেঞ্জ ছিল স্ট্যান্ডার্ড সেটআপের জটিলতা এবং অ-স্কেলযোগ্যতা। আমরা ইতিমধ্যে জানতাম কিভাবে এই চার-স্তরের সিস্টেমগুলি তৈরি করতে হয়, কিন্তু মাত্রা বৃদ্ধির সাথে যুক্ত সমস্ত পরামিতি নিয়ন্ত্রণ করার জন্য এটির জন্য একটি ল্যাব এবং বিভিন্ন অপটিক্যাল সরঞ্জামের প্রয়োজন। আমাদের লক্ষ্য ছিল একক চিপে এটি অর্জন করা। এবং আমরা ঠিক সেটাই করেছি।"
হাইপারডাইমেনশনাল স্পিন-অরবিট মাইক্রোলেজার ঘূর্ণি মাইক্রোলেজারের সাথে গ্রুপের অতীত কাজকে অগ্রসর করে, যা ফোটনের অরবিটাল কৌণিক ভরবেগ (OAM) সংবেদনশীলভাবে নিয়ন্ত্রণ করে। সাম্প্রতিক ডিভাইসটি পূর্ববর্তী লেজারের ক্ষমতাগুলিতে ফোটোনিক স্পিনকে নিয়ন্ত্রণ করে।
নিয়ন্ত্রণের এই অতিরিক্ত স্তর - ওএএম এবং স্পিনকে ম্যানিপুলেট করতে এবং জোড়া দিতে সক্ষম হওয়া - এটি একটি অগ্রগতি যা তাদের একটি চার-স্তরের সিস্টেম অর্জন করতে দেয়।
দলের কাজের প্রধান পরীক্ষামূলক কৃতিত্ব হল সমন্বিত ফোটোনিক্সে কিউডিট তৈরিতে বাধা দেওয়া সমস্ত প্যারামিটারের একযোগে নিয়ন্ত্রণ।
ESE Ph.D. ছাত্র হাওকি ঝাও বলেন, “আমাদের ফোটনের কোয়ান্টাম অবস্থার কথা ভাবুন যেমন দুটি গ্রহ একে অপরের উপরে স্তুপীকৃত। আগে, আমাদের কাছে শুধুমাত্র এই গ্রহগুলির অক্ষাংশ সম্পর্কে তথ্য ছিল। যে দিয়ে, আমরা সর্বোচ্চ দুটি স্তর তৈরি করতে পারে উপরিপাত. আমাদের কাছে সেগুলিকে চারটিতে স্ট্যাক করার জন্য পর্যাপ্ত তথ্য ছিল না। এখন, আমরা পাশাপাশি দ্রাঘিমাংশ আছে. এটি এমন তথ্য যা আমাদের ফোটনগুলিকে একত্রিতভাবে ম্যানিপুলেট করতে এবং মাত্রিক বৃদ্ধি অর্জন করতে হবে। আমরা প্রতিটি সমন্বয় গ্রহের ঘূর্ণন এবং কৌশলগতভাবে একে অপরের সাথে দুটি গ্রহকে ঘোরানো এবং ধরে রাখা।"
লিয়াং ফেং, পদার্থ বিজ্ঞান ও প্রকৌশল বিভাগের অধ্যাপক (এমএসই), বলেছেন, “এখানে অনেক উদ্বেগ রয়েছে যে গাণিতিক এনক্রিপশন, যত জটিলই হোক না কেন, কম-বেশি কার্যকর হবে কারণ আমরা কম্পিউটিং প্রযুক্তিতে এত দ্রুত অগ্রসর হচ্ছি। কোয়ান্টাম কমিউনিকেশনের গাণিতিক বাধাগুলির পরিবর্তে শারীরিক উপর নির্ভরতা এটিকে ভবিষ্যতের এই হুমকিগুলির থেকে প্রতিরোধী করে তোলে। আমরা কোয়ান্টাম কমিউনিকেশন টেকনোলজির বিকাশ ও পরিমার্জন চালিয়ে যাচ্ছি এটা আগের চেয়ে অনেক বেশি গুরুত্বপূর্ণ।"
জার্নাল রেফারেন্স:
- Zhang, Z., Zhao, H., Wu, S. et al. স্পিন-অরবিট মাইক্রোলেজার চার-মাত্রিক হিলবার্ট স্পেসে নির্গত হচ্ছে। প্রকৃতি (2022)। ডিওআই: 10.1038 / s41586-022-05339-z- র
