কোয়ান্টাম পদার্থবিদরা অক্টোবরে উদযাপন করেন যখন নোবেল কমিটি একটি পুরস্কার দেয় দীর্ঘ প্রতীক্ষিত অ্যালাইন অ্যাসপেক্ট, জন ক্লজার এবং অ্যান্টন জেইলিঙ্গারকে তাদের অগ্রগামীর জন্য পদার্থবিজ্ঞান পুরস্কার কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্ট নিয়ে গবেষণা. তবে সম্প্রদায়টি অবশ্যই তার খ্যাতির উপর বিশ্রাম নিচ্ছে না এবং 2022 সালে আরও অনেক উত্তেজনাপূর্ণ উন্নয়নের সাথে, শুধুমাত্র কয়েকটি হাইলাইট বাছাই করা কঠিন। তবুও, এখানে কিছু ফলাফল রয়েছে যা কোয়ান্টাম সেন্সিং, কোয়ান্টাম তথ্য, কোয়ান্টাম কম্পিউটিং, কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফি এবং মৌলিক কোয়ান্টাম বিজ্ঞানের ক্ষেত্রে আমাদের জন্য আলাদা।
কোয়ান্টাম মেকানিক্সে, ডিলোকালাইজেশনের নীতি বলে যে একটি কোয়ান্টাম কণা, কিছু হাত-তরঙ্গী অর্থে, একসাথে একাধিক জায়গায় থাকতে পারে। এদিকে এনট্যাঙ্গলমেন্টের নীতিটি বলে যে কোয়ান্টাম কণাগুলি এমন একটি সংযোগ অনুভব করে যা একটি কণার অবস্থাকে অন্যটি নির্ধারণ করতে দেয়, এমনকি বিশাল দূরত্ব জুড়েও। নভেম্বরে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের কলোরাডোতে JILA-এর পদার্থবিদরা শব্দ দমন করার জন্য এনট্যাঙ্গলমেন্ট এবং ডিলোকালাইজেশনের সমন্বয় ব্যবহার করেছিলেন যা পূর্বে তথাকথিত কোয়ান্টাম সীমার নীচে ত্বরণ অনুভব করা অসম্ভব করে তুলেছিল। এই সীমাটি পৃথক কণার কোয়ান্টাম শব্দ দ্বারা সেট করা হয় এবং এটি দীর্ঘকাল ধরে কোয়ান্টাম সেন্সরগুলির নির্ভুলতার উপর একটি উল্লেখযোগ্য সীমাবদ্ধতা ছিল। এটি কাটিয়ে উঠা এইভাবে একটি বড় পদক্ষেপ।
একটি নেটওয়ার্কের একটি নোড থেকে অন্য নোডের কোয়ান্টাম তথ্য পাঠানো সহজ নয়। আপনি যদি অপটিক্যাল ফাইবারে পাঠানো ফোটনে তথ্য এনকোড করেন, তবে ফাইবারের ক্ষতিগুলি সিগন্যালের বিশ্বস্ততাকে খেয়ে ফেলবে যতক্ষণ না এটি পাঠযোগ্য না হয়। আপনি যদি পরিবর্তে সরাসরি তথ্য টেলিপোর্ট করার জন্য কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্ট ব্যবহার করেন, তাহলে আপনি অন্যান্য প্রসেস চালু করেন যা, হায়, সংকেতকেও অবনমিত করে। নেদারল্যান্ডসের QuTech এ পদার্থবিদ হিসাবে নেটওয়ার্কে একটি তৃতীয় নোড যোগ করা 2021 সালে করেছে, শুধুমাত্র টাস্ক আরো কঠিন করে তোলে. এই কারণেই এটি এতটাই চিত্তাকর্ষক যে QuTech গবেষকরা একটি মধ্যবর্তী নোড (বব) এর মাধ্যমে একজন প্রেরক (এলিস) থেকে প্রাপকের (চার্লি) কাছে কোয়ান্টাম তথ্য টেলিপোর্ট করে তাদের আগের সাফল্য অনুসরণ করেছিলেন। যদিও অ্যালিস-বব-চার্লি ট্রান্সমিশনের বিশ্বস্ততা ছিল মাত্র 71%, যা 2/3-এর ক্লাসিক্যাল সীমার চেয়ে বেশি, এবং এটি অর্জনের জন্য গবেষকদের বেশ কয়েকটি চ্যালেঞ্জিং পরীক্ষাকে একত্রিত করতে এবং অপ্টিমাইজ করতে হয়েছিল। ডেভ, এডনা এবং ফ্রেড নোড কি 2023 সালে নেটওয়ার্কে যোগদান করবে? আমরা দেখব!
যদি এই তালিকার প্রথম দুটি হাইলাইট থেকে এটি পরিষ্কার না হয় তবে কোয়ান্টাম বিজ্ঞানে শব্দ একটি বিশাল সমস্যা। এটি সংবেদন এবং যোগাযোগের ক্ষেত্রে কম্পিউটিংয়ের জন্য যেমন সত্য, তাই এই গোলমাল-প্ররোচিত ত্রুটিগুলি সংশোধন করা এত গুরুত্বপূর্ণ। পদার্থবিদরা তৈরি করেছেন বেশ কিছু অগ্রগতি 2022 সালে এই ফ্রন্টে, কিন্তু সবচেয়ে তাৎপর্যপূর্ণ একটি মে মাসে এসেছিল যখন অস্ট্রিয়ার ইনসব্রুক বিশ্ববিদ্যালয় এবং জার্মানির আরডব্লিউটিএইচ আচেন বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা প্রথমবারের মতো ত্রুটি-সহনশীল কোয়ান্টাম অপারেশনের একটি সম্পূর্ণ সেট প্রদর্শন করেছিলেন। তাদের আয়ন-ট্র্যাপ কোয়ান্টাম কম্পিউটার প্রতিটি যৌক্তিক কিউবিট তৈরি করতে সাতটি ভৌত কিউবিট ব্যবহার করে এবং সিস্টেমে বিপজ্জনক ত্রুটির উপস্থিতি সংকেত দিতে "পতাকা" কিউবিট ব্যবহার করে। গুরুত্বপূর্ণভাবে, সিস্টেমের ত্রুটি-সংশোধিত সংস্করণটি সহজতর অসংশোধিত সংস্করণের চেয়ে ভাল পারফরম্যান্স করেছে, কৌশলটির সম্ভাবনাগুলিকে চিত্রিত করেছে।
তথ্য নিরাপত্তা হল কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফির ইউএসপি, কিন্তু তথ্য শুধুমাত্র চেইনের দুর্বলতম লিঙ্কের মতোই নিরাপদ। কোয়ান্টাম কী ডিস্ট্রিবিউশনে (QKD), একটি সম্ভাব্য দুর্বল লিঙ্ক হল কীগুলি পাঠানো এবং গ্রহণ করার জন্য ব্যবহৃত ডিভাইসগুলি, যা প্রচলিত হ্যাকগুলির জন্য ঝুঁকিপূর্ণ (যেমন কেউ একটি নোড ভেঙ্গে এবং সিস্টেমের সাথে টেম্পারিং) যদিও কীগুলি নিজেই নিরাপদ। কোয়ান্টাম বেশী একটি বিকল্প হল ডিভাইস-স্বাধীন QKD (DIQKD) ব্যবহার করা, যা ফোটন জোড়ায় বেল অসমতার পরিমাপ ব্যবহার করে নিশ্চিত করে যে কী-প্রজন্ম প্রক্রিয়াটি ফাজ করা হয়নি। জুলাই মাসে, গবেষকদের দুটি স্বাধীন দল প্রথমবারের মতো পরীক্ষামূলকভাবে DIQKD প্রদর্শন করেছে – একটি ক্ষেত্রে আট ঘণ্টার মধ্যে 1.5 মিলিয়ন আটকানো বেল জোড়া তৈরি করে এবং 95 884 বিট দীর্ঘ একটি শেয়ার্ড কী তৈরি করতে তাদের ব্যবহার করে। যদিও বাস্তব-বিশ্বের এনক্রিপ্ট করা নেটওয়ার্কগুলির জন্য DIQKD ব্যবহারিক করার জন্য মূল প্রজন্মের হার বেশি হওয়া দরকার, নীতির প্রমাণটি অত্যাশ্চর্য।
এই হাইলাইট তালিকার অন্যান্য জড়ো করা কণাগুলি সবই অভিন্ন: ফোটনগুলি অন্যান্য ফোটনের সাথে, অন্যান্য আয়নের সাথে আয়ন, অন্যান্য পরমাণুর সাথে পরমাণু। কিন্তু কোয়ান্টাম তত্ত্বে এমন কিছুই নেই যা এই ধরনের প্রতিসাম্যের দাবি করে এবং একটি উদীয়মান নতুন শ্রেণির "হাইব্রিড" কোয়ান্টাম প্রযুক্তি আসলে জিনিসগুলিকে মিশ্রিত করার উপর নির্ভর করে। নেতৃত্বে গবেষক লিখুন আরমিন ফিস্ট জার্মানির ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর মাল্টিডিসিপ্লিনারি সায়েন্সেসের, যারা আগস্টে দেখিয়েছিলেন যে তারা একটি রিং-আকৃতির অপটিক্যাল মাইক্রোরেসোনেটর এবং উচ্চ-শক্তি ইলেকট্রনের একটি মরীচি ব্যবহার করে একটি ইলেক্ট্রন এবং একটি ফোটনকে আটকাতে পারে যা একটি স্পর্শকটিতে রিংটি অতিক্রম করে। এই কৌশলটিতে "হেরাল্ডিং" নামক একটি কোয়ান্টাম প্রক্রিয়ার জন্য অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে যেখানে একটি আটকানো জোড়ায় একটি কণা সনাক্ত করা ইঙ্গিত দেয় যে অন্য কণাটি কোয়ান্টাম সার্কিটে ব্যবহারের জন্য উপলব্ধ - আজকের মৌলিক অগ্রগতিগুলি কীভাবে আগামীকালের উদ্ভাবনগুলিকে চালিত করে তার একটি দুর্দান্ত উদাহরণ।
কোয়ান্টাম অদ্ভুততা একটি দখল ব্যাগ
অবশেষে, ঐতিহ্যগত হিসাবে (আমরা এটি করেছি দ্বিগুণ, তাই এটি একটি ঐতিহ্য), কোয়ান্টাম হাইলাইটগুলির কোনও তালিকাই ক্ষেত্রটিতে অদ্ভুত এবং মন-বিভ্রান্তিকর সমস্ত কিছুর অনুমোদন ছাড়া সম্পূর্ণ হয় না। তো চলুন শোনা যাক মার্কিন গবেষকদের জন্য যারা কোয়ান্টাম প্রসেসর ব্যবহার করেছেন স্থান-সময়ে ওয়ার্মহোলের মাধ্যমে তথ্যের টেলিপোর্টেশন অনুকরণ করুন; ইতালি এবং ফ্রান্সের একটি দল যারা কঠিন সংখ্যা রাখে অভেদযোগ্য ফোটনের স্বতন্ত্রতা; একটি আন্তর্জাতিক দল যারা ক্লাসিক্যাল কার্যকারণে কোয়ান্টাম লঙ্ঘন ব্যবহার করে কারণ-এবং-প্রতিক্রিয়ার প্রকৃতি আরও ভালভাবে বুঝুন; এবং যুক্তরাজ্যের এডিনবার্গ ইউনিভার্সিটির এক নির্ভীক দম্পতি পদার্থবিজ্ঞানী, যারা দেখিয়েছেন যে কোয়ান্টাম সংকেত একটি ভাল উপায় হবে যোগাযোগ স্থাপনের জন্য প্রযুক্তিগতভাবে উন্নত এলিয়েন আন্তঃনাক্ষত্রিক দূরত্ব জুড়ে। কোয়ান্টাম অদ্ভুত রাখার জন্য ধন্যবাদ!
