নতুন প্রোটোকল আলোর জটিল অবস্থায় কোয়ান্টাম তথ্য প্রেরণ করে - পদার্থবিজ্ঞান বিশ্ব

কোয়ান্টাম তথ্য একটি নতুন প্রোটোকলের জন্য আরও দক্ষতার সাথে প্রেরণ করা যেতে পারে যা আলোর উচ্চ-মাত্রিক, স্থানিক জটিল অবস্থা স্থানান্তর করতে অরৈখিক অপটিক্স ব্যবহার করে। দক্ষিণ আফ্রিকা, স্পেন এবং জার্মানির গবেষকদের দ্বারা বিকশিত, প্রোটোকলটি কোয়ান্টাম টেলিপোর্টেশনের অনুরূপ এবং ফোটনের কক্ষপথের কৌণিক ভরবেগ অবস্থার এনকোডিং তথ্যের উপর নির্ভর করে।

কোয়ান্টাম কমিউনিকেশন প্রোটোকল যেমন BB84 দুটি পক্ষকে (সাধারণত এলিস এবং বব নামে পরিচিত) একটি অনিরাপদ লিঙ্কের মাধ্যমে এনক্রিপ্ট করা তথ্য বিনিময় করার অনুমতি দিয়ে কাজ করে। এটি করার জন্য, তাদের অবশ্যই জড়িত রাজ্যগুলির একটি সংস্থান ভাগ করে নিতে হবে। এই জাতীয় রাষ্ট্রগুলিকে ধ্বংস না করে পরিমাপ করা যায় না, তাই তৃতীয় পক্ষ যারা জট ভাগ করে না তারা তথ্যটি ডিক্রিপ্ট করতে পারে না।

এই সেটআপটি কাজ করার জন্য, যাইহোক, আটকানো রাজ্যগুলিকে প্রথমে তৈরি করতে হবে এবং নিরাপদে অ্যালিস এবং ববকে বিতরণ করতে হবে। নিখুঁত নিরাপত্তার জন্য, এই বন্টনটি একক আটকানো কণার ভাগের মাধ্যমে ঘটতে হবে। মূল BB84 প্রোটোকল ফোটনের মেরুকরণ অবস্থায় এনকোডিং এন্টাঙ্গলমেন্টের মাধ্যমে এটি করার প্রস্তাব করেছে, কিন্তু এটি শুধুমাত্র প্রতিটি কণাকে এক বিট এনট্যাঙ্গলমেন্ট প্রেরণ করতে দেয়। গবেষকরা তাই আরও কার্যকর বিকল্পের সন্ধান করেছেন।

সর্পিল তরঙ্গমুখ

একটি প্রতিশ্রুতিশীল সম্ভাবনা হল একটি ভিন্ন ফোটন সম্পত্তি ব্যবহার করা, যেমন অরবিটাল কৌণিক ভরবেগ। এটি ফুসিলি সর্পিলগুলির মতো তরঙ্গফ্রন্টগুলির ঘূর্ণন থেকে উদ্ভূত হয়। প্রতিটি তরঙ্গফ্রন্টকে অবশ্যই প্রতি তরঙ্গদৈর্ঘ্যে একটি পূর্ণসংখ্যা বার ঘুরাতে হবে যাতে ওয়েভফাংশনটি স্থানের একই বিন্দুতে একাধিক মান গ্রহণ না করে, তবে তাত্ত্বিকভাবে এটি সীমাহীন। মেরুকরণের বিপরীতে (যা স্পিন কৌণিক ভরবেগ কোয়ান্টাম সংখ্যা দ্বারা দেওয়া হয়) তাই এটি কোয়ান্টাইজড, অর্থোগোনাল অবস্থার একটি অসীম সেট এবং একটি অসীম-মাত্রিক ভিত্তি প্রদান করে যেখানে একটি ফোটনের ক্ষেত্র গঠন করা যেতে পারে।

নতুন কাজের মধ্যে যা বর্ণনা করা হয়েছে প্রকৃতি যোগাযোগ, নেতৃত্বে গবেষকরা অ্যান্ড্রু ফোর্বস উইটওয়াটারসরান্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের একটি প্রোটোকল প্রদর্শন করে যা নীতিগতভাবে, অ্যালিস এবং ববকে একটি একক ফোটন এবং ননলাইনার অপটিক্স ব্যবহার করে তাদের মধ্যে উচ্চ-মাত্রিক স্থানিক তথ্য প্রেরণের অনুমতি দিতে পারে। প্রোটোকল শুরু হয় যখন বব একটি লেজারের সাহায্যে একটি অরৈখিক ক্রিস্টাল পাম্প করে, যার ফলে এটি (মাঝে মাঝে) স্বতঃস্ফূর্ত প্যারামেট্রিক ডাউন রূপান্তর নামক একটি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে বিপরীত অরবিটাল কৌণিক মোমেন্টা সহ একজোড়া আটকানো, নিম্ন-ফ্রিকোয়েন্সি ফোটন তৈরি করে। প্রতিটি জোড়া থেকে একটি ফোটন অ্যালিসে পাঠানো হয়, যখন বব অন্যটিকে ধরে রাখে।

এদিকে, এলিস তার নিজের লেজার থেকে নির্গত ফোটনের কক্ষপথের কৌণিক মোমেন্টায় স্থানান্তরিত করতে ইচ্ছুক স্থানিক তথ্য এনকোড করে। তিনি এই ফোটনগুলিকে একটি দ্বিতীয় অরৈখিক স্ফটিকের দিকে নির্দেশ করেন, যা বব থেকে ফোটনগুলিও গ্রহণ করে। বব থেকে ফোটনগুলি কোনও তথ্য বহন করে না, কিন্তু যখন তারা অ্যালিসের স্ফটিকের মধ্যে প্রবেশ করে, তখন তাদের একটি ছোট অনুপাত যোগ-ফ্রিকোয়েন্সি জেনারেশন নামে আরেকটি ননলাইনার অপটিক্যাল প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়। এটি কার্যকরভাবে স্বতঃস্ফূর্ত প্যারামেট্রিক ডাউন রূপান্তর বিপরীতে, দুটি ফোটনকে মাঝে মাঝে উচ্চতর কম্পাঙ্কের একটি একক ফোটন তৈরি করতে দেয় যদি অ্যালিস এবং ববের ফোটনের সমান এবং বিপরীত কৌণিক মোমেন্টা থাকে। এলিস যখন তার ডিটেক্টরে এমন একটি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ফোটন আসার খবর দেয়, তখন বব তার ফোটনের কৌণিক ভরবেগ পরিমাপ করে।

একটি সম্পদ হিসাবে জড়ান

উল্লেখযোগ্যভাবে, এই প্রক্রিয়াটি একটি কোয়ান্টাম রিপিটারে প্রয়োজনীয় ধরণের একটি "এনট্যাঙ্গেলমেন্ট সোয়াপ" অর্জন করে না। তার জন্য, প্রথম স্ফটিকের মধ্যে প্রবেশ করা ফোটনগুলিকে দ্বিতীয় থেকে বেরিয়ে আসা ফোটনগুলির সাথে আটকে যেতে হবে এবং তার স্ফটিকের মধ্যে প্রেরিত সুসংগত অবস্থা অ্যালিসকে সরাসরি ববের সাথে থাকা ফোটনের অবস্থায় স্থানান্তরিত করতে হবে। এটির জন্য এখানে ব্যবহৃত নন-লিনিয়ার অপটিক্সের তুলনায় আপ-রূপান্তর এবং ডাউন-রূপান্তর প্রক্রিয়াগুলিতে অনেক বেশি দক্ষতার প্রয়োজন হবে।

পরিবর্তে, গবেষকরা এই সত্যটি ব্যবহার করেন যে, যদি একটি ফোটন ডাউন রূপান্তর এবং যোগ-ফ্রিকোয়েন্সি পার্থক্য উভয় ক্ষেত্রেই অংশ নেয়, তবে ববের স্বতঃস্ফূর্ত প্যারামেট্রিক ডাউন-রূপান্তর প্রক্রিয়া থেকে অ-প্রেরিত ফোটনের অবশ্যই একই অরবিটাল কৌণিক ভরবেগ থাকতে হবে যেমন ফোটন অ্যালিস ব্যবহার করত। স্থানিক তথ্য এনকোড করুন। তার নিজের অ-প্রেরিত ফোটন পরিমাপ করে, তাই, বব তথ্যের পাঠোদ্ধার করতে পারে, কিন্তু এই ফোটনের অভাব আছে এমন কেউ তা করতে পারে না। "আমরা একটি সম্পদ হিসাবে জট ব্যবহার করি," দলের সদস্য ব্যাখ্যা করেন অ্যাডাম ভালেস বার্সেলোনার ফটোনিক এবং অপটিক্যাল সায়েন্সেস ইনস্টিটিউটের।

গোপন তথ্য

গবেষকরা বিশ্বাস করেন যে তাদের স্কিম, যা তারা পরীক্ষাগারে ফোটনের জন্য 15টি ভিন্ন কৌণিক মোমেন্টা ব্যবহার করে প্রদর্শন করেছে, ব্যাঙ্ক এবং অন্যান্য সত্তার জন্য একটি কোয়ান্টাম-সুরক্ষিত প্রমাণীকরণ সিস্টেম তৈরি করতে পারে। "আসুন বলুন আপনার কাছে গোপনীয় তথ্য আছে যা আপনি পাঠাতে চান, এটি একটি আঙ্গুলের ছাপ, একটি আইডি নথি বা যা কিছু হতে পারে," ফোর্বস বলে৷ “আপনার কাছে এই ফোটনটি রয়েছে যা আপনাকে পাঠানো হয় যা আমাদের স্কিমকে কাজ করে, আপনি বব বা ব্যাঙ্কের এই ফোটনটিকে আপনি যে তথ্য পাঠাতে চান তার সাথে ওভারল্যাপ করেন এবং আপনি আপনার ডিটেক্টরে একটি ক্লিক পাবেন। এবং যখন আপনি এটি করেন, এবং আপনি সেই তথ্য ব্যাঙ্কের সাথে শেয়ার করেন, তখন ব্যাঙ্ক সেই তথ্যটি পায় যা আপনি পাঠাতে চান।"

জোনাথন লিচ, যুক্তরাজ্যের হেরিওট-ওয়াট বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন কোয়ান্টাম অপটিক্স বিশেষজ্ঞ, যিনি গবেষণায় জড়িত ছিলেন না তিনি এটিকে "একটি সুন্দর পরীক্ষা এবং একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ কাজের অংশ" হিসাবে বর্ণনা করেছেন। তিনি যোগ করেন, তবে, দলটির কাগজ, একত্রে এ অনুরূপ কাজ চীনের জিয়ামেন বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকদের দ্বারা, গবেষকদের প্রাথমিক দাবির জন্য কিছু বিতর্কের জন্ম দিয়েছে যে তারা উচ্চ-মাত্রিক কোয়ান্টাম স্টেট টেলিপোর্ট করেছে। "এর হৃদয়ে, কোয়ান্টাম টেলিপোর্টেশন এবং যেকোন ধরণের টেলিপোর্টেশনের স্পিরিট হল যে আপনার এমন কিছু অবস্থা আছে যা একটি নতুন অবস্থানে স্থানান্তরিত হয় এবং সেই প্রক্রিয়ায় মূলটি ধ্বংস হয়ে যায়," লিচ বলেছেন। এটি এখানে সত্যিই সত্য নয়, তিনি যোগ করেছেন, কারণ অ্যালিসকে কোয়ান্টাম অবস্থার অনেকগুলি অনুলিপি তৈরি করতে একটি লেজার ব্যবহার করতে হবে যাতে একটি যোগ-ফ্রিকোয়েন্সি পার্থক্যের মধ্য দিয়ে যেতে পারে এবং বব দ্বারা সনাক্ত করা যায়, তাই আসল অবস্থাটি এখনও অ্যালিসের উপস্থিতিতে রয়েছে। শেষ.

রেকর্ড-ব্রেকিং এন্ট্যাঙ্গলমেন্ট ফোটন মেরুকরণ, অবস্থান এবং অরবিটাল কৌণিক ভরবেগ ব্যবহার করে

প্রকৃতিবিজ্ঞানী ড্যান গাউথিয়ার মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ওহিও স্টেট ইউনিভার্সিটি কম উত্সাহী, যুক্তি দিয়ে যে অন্যান্য দলগুলি কম বিস্তৃত পদ্ধতি ব্যবহার করে অনুরূপ কাজ করেছে। তিনি প্রোটোকলের মধ্যে একটি ত্রুটিও দেখেন: "কোয়ান্টাম কথায় এটিকে প্রজেক্টিভ পরিমাপ বলা হয়," তিনি বলেছেন; "যদি ফোটনটি সেই অবস্থায় থাকে যা আপনি খুঁজছেন একটি ক্লিক দেখুন। এটি না হলে আপনি কোন তথ্য পাবেন না। তাই যদি তাদের কাছে একটি d মাত্রিক স্থান থাকে তবে তারা যা করছে তার আসল সুবিধা সম্পূর্ণভাবে হারিয়ে গেছে কারণ প্রতিবার তারা পরিমাপ করার জন্য শুধুমাত্র 1/d সুযোগ থাকে যে তারা এটি তৈরি করার জন্য সঠিক মোড বেছে নিয়েছে।" গবেষকরা এই সমালোচনা গ্রহণ করেন এবং এর প্রতিকারের জন্য কাজ করছেন।

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/new-protocol-transmits-quantum-information-in-complex-states-of-light/