সিন্থেটিক হীরা: কীভাবে উপকরণের উদ্ভাবন কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কিং-এর নিয়মগুলিকে পুনর্লিখন করছে – পদার্থবিজ্ঞান বিশ্ব

যদিও আজকের ফাইবার-অপ্টিক নেটওয়ার্কগুলি বিশ্বব্যাপী দৈর্ঘ্যের স্কেলগুলিতে ক্লাসিক্যাল তথ্য বিতরণ করে, কালকের কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কগুলি একই বিশ্বব্যাপী স্কেলে শেষ ব্যবহারকারীদের মধ্যে নিরাপদে কোয়ান্টাম তথ্য প্রেরণের জন্য এনট্যাঙ্গলমেন্ট এবং সুপারপজিশনের বহিরাগত বৈশিষ্ট্যগুলিকে কাজে লাগাবে৷ এই ক্ষমতা সরকার এবং ব্যাঙ্ক থেকে শুরু করে স্বাস্থ্যসেবা প্রদানকারী এবং সামরিক বাহিনী পর্যন্ত সমস্ত ধরণের সংস্থার জন্য কোয়ান্টাম-এনক্রিপ্ট করা যোগাযোগকে সক্ষম করবে - এবং দূরবর্তী কম্পিউটিং নোড যুক্ত কোয়ান্টাম সহ অ্যাট-স্কেল সমান্তরাল কোয়ান্টাম কম্পিউটিং সংস্থান বাস্তবায়নের পথ খুলে দেবে। যান্ত্রিকভাবে নেটওয়ার্ক জুড়ে।

যদিও এখনও বিকাশের অধীনে, কোয়ান্টাম রিপিটারগুলি একটি মূল সক্রিয় প্রযুক্তির প্রতিনিধিত্ব করে যেহেতু কোয়ান্টাম ইন্টারনেট দেখা যায়, ক্লাসিক্যাল অপটিক্যাল নেটওয়ার্কগুলিতে ফাইবার পরিবর্ধক হিসাবে একই ধরনের কাজ করে যা কোয়ান্টাম তথ্য দীর্ঘ দূরত্বে প্রচারিত হওয়ার ফলে ঘটে যাওয়া ক্ষতি এবং অবিশ্বাসের জন্য সংশোধন করে (যদিও এটি ছাড়া নেটওয়ার্কের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় আলোর কোয়ান্টাম অবস্থাকে ব্যাহত করে)।

কোয়ান্টাম রিপিটারগুলি একটি স্থির মেমরি কিউবিটে ফোটনে এনকোড করা তথ্য স্থানান্তর করে কাজ করে যেখানে তথ্য সংরক্ষণ এবং সংশোধন করা যায়। ডিফেক্ট কিউবিট, যেমন সিন্থেটিক ডায়মন্ডের রঙ কেন্দ্র, এই কাজের জন্য বিশ্বাসযোগ্য প্রার্থী হিসাবে আকার ধারণ করছে কারণ তাদের আলোর সাথে একটি কার্যকর ইন্টারফেস রয়েছে (তাদের রঙের উত্স) এবং কারণ এই ত্রুটিগুলির একটি দীর্ঘস্থায়ী "স্পিন" মেমরি থাকতে পারে। ডায়মন্ড-ডিফেক্ট কিউবিটগুলির দুটি শ্রেণি এই বিষয়ে তীব্র R&D আগ্রহের কেন্দ্রবিন্দু: নাইট্রোজেন-ভ্যাকেন্সি স্পিন সেন্টার (NV) এবং সিলিকন-ভ্যাকেন্সি স্পিন সেন্টার (SiV), উভয়ই দুটি সংলগ্ন কার্বন পরমাণু অপসারণ করে গঠিত হয়। একটি সিন্থেটিক হীরার স্ফটিক জালি এবং যথাক্রমে একটি একক নাইট্রোজেন বা সিলিকন পরমাণু দিয়ে প্রতিস্থাপন করা।

এখানে Bart Machielse, সিনিয়র কোয়ান্টাম গবেষণা বিজ্ঞানী কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কিং এর জন্য AWS কেন্দ্র, বলে ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড কীভাবে তার দল গবেষণা অংশীদারের অগ্রণী-প্রান্তের উপকরণ বিজ্ঞান এবং বানোয়াট ক্ষমতা অ্যাক্সেস করছে এলিমেন্ট সিক্স সিন্থেটিক হীরা ব্যবহার করে অপটিক্যাল যোগাযোগ ব্যবস্থায় "কোয়ান্টাম সুবিধা" উপলব্ধি করা।

AWS কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কিং প্রোগ্রামের শিরোনাম লক্ষ্য কি?

কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কিংয়ের জন্য AWS সেন্টার ম্যাসাচুসেটসের বোস্টনে অবস্থিত এবং কোয়ান্টাম যোগাযোগে একটি স্বাধীন R&D উদ্যোগকে সমর্থন করার জন্য প্রয়োজনীয় সমস্ত সরঞ্জাম রয়েছে। যেমন, আমরা দূর-দূরত্বের কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কিং পরীক্ষায় প্রুফ-অফ-কনসেপ্ট পরীক্ষার জন্য আমাদের নিজস্ব ডিভাইসগুলি তৈরি, পরীক্ষা, বৈশিষ্ট্য এবং অপ্টিমাইজ করি। আমার ভূমিকায়, আমি ডিপ্লয়মেন্ট-গ্রেড কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কিং প্রযুক্তির উচ্চ-গ্রেড গবেষণা প্রদর্শকদের মধ্যে কোয়ান্টাম ফোটোনিক্স (সিন্থেটিক ডায়মন্ড ফটোনিক্স সহ) এর স্কেল-আপ এবং ইন্টিগ্রেশন চালানোর জন্য ডিভাইস এবং প্যাকেজিং দলকে নেতৃত্ব দিই।

সম্ভবত, সহযোগিতা একটি যেমন একটি প্রতিযোগিতামূলক ক্ষেত্রে দেওয়া হয়?

এটা বাধ্যতামূলক। আমরা R&D অংশীদারদের উপর নির্ভর করি যারা অনন্য প্রযুক্তিগত ক্ষমতা, গভীর ডোমেন জ্ঞান এবং বিশেষজ্ঞের জ্ঞানকে টেবিলে আনতে পারে। এলিমেন্ট সিক্সের সাথে আমাদের সহযোগিতা, উদাহরণস্বরূপ, কোয়ান্টাম মেমোরি এবং কোয়ান্টাম রিপিটারগুলিতে অ্যাপ্লিকেশনের জন্য নির্ধারিত ফটোনিক ডিভাইসগুলির জন্য একটি উপাদান প্ল্যাটফর্ম হিসাবে সিন্থেটিক হীরাকে পুনরায় কল্পনা করা এবং রূপান্তর করা। সংক্ষেপে, এর অর্থ হল আমরা এখন যেখানে আছি সেখান থেকে অগ্রসর হওয়া - একটি সাবস্ট্রেট যা ন্যানোফোটোনিক ফ্যাব্রিকেশনের সাথে কাজ করার জন্য উপযুক্ত - এমন একটি উপাদান যা স্কেলেবল, পুনরুত্পাদনযোগ্য এবং সাশ্রয়ী সেমিকন্ডাক্টর-স্টাইল উত্পাদনের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।

এলিমেন্ট সিক্সের সাথে সহযোগিতা কিভাবে কার্যকরীভাবে কাজ করে?

এলিমেন্ট সিক্সের সাথে কাজ করা একটি সত্যিকারের R&D সহযোগিতা। প্রারম্ভিকদের জন্য, এলিমেন্ট সিক্সের উপকরণ বিশেষজ্ঞ এবং এখানে AWS-এ কোয়ান্টাম ফোটোনিক্স দলের মধ্যে শক্ত একীকরণ রয়েছে। সম্মিলিত কথোপকথন হল এলিমেন্ট সিক্স-এ বর্ধিত ডিভাইস-স্তরের পারফরম্যান্সে বেসলাইন উপকরণের সফল অনুবাদের চাবিকাঠি।

এই বিষয়ে সবই পাইপলাইন সম্পর্কে: এডব্লিউএস-এ আমাদের কাজ হল এলিমেন্ট সিক্স তৈরি করা ডায়মন্ড সাবস্ট্রেটগুলি নেওয়া এবং আমাদের বিশেষজ্ঞ অপটিক্যাল, ফ্যাব্রিকেশন, মাইক্রোওয়েভ এবং ক্রায়োজেনিক সরঞ্জামগুলি প্রয়োগ করা যাতে সেই উপাদানটির কোয়ান্টাম কার্যকারিতা আরও ভালভাবে বোঝা যায় যখন এটি ফোটোনিক তৈরি করা হয়। ডিভাইস - বিশেষ করে, কিভাবে অপটিক্যাল নির্গমন মানচিত্র বনাম মৌলিক পদার্থের বৈশিষ্ট্য যেমন স্থানচ্যুতি ঘনত্ব, স্ট্রেন, পৃষ্ঠের মসৃণতা এবং এর মতো।

কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কিং সিস্টেমে সিন্থেটিক হীরা স্থাপনের ক্ষেত্রে প্রধান উত্পাদন এবং প্রকৌশল চ্যালেঞ্জগুলি কী কী?

এই মুহুর্তে, আমরা সিন্থেটিক ডায়মন্ড ফোটোনিক্সে যা করি তার অনেকগুলিই অত্যন্ত সম্ভাবনাময় - উদাহরণস্বরূপ, নমুনার বিশুদ্ধতার ক্ষেত্রে, ত্রুটিগুলির গঠন, সেই ত্রুটিগুলির সঠিক অবস্থান এবং সাবস্ট্রেট উপাদানের ম্যাক্রো-স্কেল ক্রিস্টাল বৈশিষ্ট্যের ক্ষেত্রে। সংক্ষেপে, অ্যাপ্লিকেশানের জন্য প্রয়োজনীয় বৈশিষ্ট্যগুলিকে উপাদানের বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে লিঙ্ক করার জন্য অনেক বোঝার প্রয়োজন রয়েছে যাতে এটি সম্পূর্ণরূপে স্কেল করা যায়। এলিমেন্ট সিক্স-এর সাথে সহযোগিতায়, AWS বুঝতে চাইছে যে উপাদানগুলি কী কী যেগুলি সিন্থেটিক ডায়মন্ড কোয়ান্টাম-গ্রেড তৈরি করে; এছাড়াও উপকরণ প্রক্রিয়াকরণের খরচ/জটিলতা কমিয়ে আনার ক্ষেত্রে সীমাগুলি কী, যাতে আপনি যা প্রয়োজন তা পান, আপনার যা প্রয়োজন নেই তা নয়।

একটি জিনিস নিশ্চিত: প্লাজমা-বর্ধিত রাসায়নিক বাষ্প জমা (PECVD) বৃদ্ধির কৌশলগুলিতে চলমান বিনিয়োগের জন্য এলিমেন্ট সিক্সের প্রতিশ্রুতি কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কিং অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য হীরা ডিভাইসগুলির নকশা, বিকাশ এবং এ-স্কেল তৈরির জন্য গুরুত্বপূর্ণ হবে। অগ্রাধিকারগুলি ইতিমধ্যেই স্পষ্ট: কৃত্রিম হীরা বৃদ্ধির সময় সৃষ্ট ত্রুটির ধরন এবং উপাদানগুলির উপর নিয়ন্ত্রণ উন্নত করা; স্কেল এ উত্পাদিত হতে পারে যে হীরা বিভিন্ন morphologies প্রশস্ত করা; এবং একই সাথে উৎপাদন খরচ কমানো।

তাই অন্য উপায় করা: উপকরণ উদ্ভাবন নিয়ন্ত্রণ ছাড়া কিছুই না?

এটাই সঠিক. সামনের কাজটি হ'ল সিন্থেটিক ডায়মন্ড ফ্যাব্রিকেশন প্রক্রিয়া থেকে সমস্ত পরিবর্তনশীলতা অপসারণ করা যাতে আমরা নেটওয়ার্কে কোয়ান্টাম ফোটোনিক ডিভাইস এবং সাবসিস্টেমগুলির নকশা, একীকরণ এবং কার্যকারিতা অপ্টিমাইজ করতে পারি। এমনকি আরও মৌলিক: আজ যখন আমরা একটি সিন্থেটিক ডায়মন্ড ফটোনিক ডিভাইস তৈরি করি, তখন আমরা 0.5 মিমি পুরু হীরার উপরের কয়েকটি মাইক্রন ব্যবহার করি, তাই আমাদের অনেক বেশি দক্ষ হওয়ার উপায় খুঁজে বের করতে হবে। উত্পাদনশীলতা চিন্তা করুন, খরচ কমানোর চিন্তা করুন এবং শেষ পর্যন্ত, সিন্থেটিক ডায়মন্ড সাবস্ট্রেট যা আরও "ফ্যাবেবল" - যেমন মানক সেমিকন্ডাক্টর ফ্যাব্রিকেশন কৌশলগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।

কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কিং-এ AWS প্রযুক্তি রোডম্যাপ কেমন দেখায়?

সময়ের সাথে সাথে, কোয়ান্টাম স্মৃতি সম্বলিত ডায়মন্ড ফটোনিক ডিভাইসগুলিকে মোতায়েন করা সম্ভব হওয়া উচিত যা কোয়ান্টাম রিপিটার হিসাবে কাজ করে - যাকে আমরা "এনট্যাঙ্গেলমেন্ট ডিস্ট্রিবিউশন নেটওয়ার্ক" বলছি তার জন্য অপরিহার্য বিল্ডিং ব্লক। কাছাকাছি সময়ে, R&D অগ্রাধিকার হল কোয়ান্টাম-গ্রেডের সিন্থেটিক ডায়মন্ড সাবস্ট্রেট সরবরাহ করতে এলিমেন্ট সিক্সের মতো কোম্পানির সাথে কাজ করা যা ডিভাইস-স্তরের প্রকৌশল এবং সিস্টেম ইন্টিগ্রেশনকে আরও নির্ভরযোগ্য, স্কেলযোগ্য এবং নেটওয়ার্ক-প্রস্তুত করবে। আমাদের আশা হল সিন্থেটিক ডায়মন্ড ফ্যাব্রিকেশনের অগ্রগতি, পরবর্তী সময়ের চেয়ে শীঘ্রই, ডাউনস্ট্রিম প্রযুক্তির উদ্ভাবন আনবে যা AWS কোয়ান্টাম কমিউনিকেশন সিস্টেমগুলিকে আমাদের কর্পোরেট গ্রাহকদের নেটওয়ার্ক নিরাপত্তা এবং গোপনীয়তা অস্ত্রাগারে একটি অপরিহার্য হাতিয়ার করে তুলবে৷

একটি কোয়ান্টাম 'গেম-চেঞ্জার' অনুসন্ধান

কোয়ান্টাম-গ্রেডের সিন্থেটিক হীরা কোয়ান্টাম কম্পিউটিং, কোয়ান্টাম মেট্রোলজি এবং কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কিং-এ ফটোনিক অ্যাপ্লিকেশনের সম্পূর্ণ নতুন পরিসরের জন্য সারিবদ্ধ করা হচ্ছে - যার মধ্যে অনেকেরই বিদ্যমান উপকরণে কোনো অ্যানালগ নেই। একাডেমিক সম্প্রদায়, তার অংশের জন্য, এই উপাদানটি দিয়ে কী করা যেতে পারে তার সীমাবদ্ধতার দিকে মনোনিবেশ করছে, যা কোয়ান্টাম কর্মক্ষমতার দৃষ্টান্ত পরিবর্তনের দিকে নিয়ে যাচ্ছে, যখন শিল্পটি বর্তমান অত্যাধুনিক পদ্ধতি গ্রহণ করা এবং কীভাবে তা খুঁজে বের করা। পরবর্তী প্রজন্মের কোয়ান্টাম ডিভাইসগুলিতে ইঞ্জিনিয়ারড সিন্থেটিক হীরা প্যাকেজ করা এবং একীভূত করা সর্বোত্তম।

রিসার্চ ল্যাব থেকে বাজারে এখন সামনে-কেন্দ্রে অনুবাদের সাথে, কোয়ান্টাম ডায়মন্ড ডিভাইসের সাফল্যের পরিমাপগুলি নির্ভরযোগ্যতা, দৃঢ়তা, উত্পাদনযোগ্যতা, স্কেলেবিলিটি এবং খরচ/কর্মক্ষমতা অনুপাতের মতো স্থানাঙ্কগুলির সাথে ক্রমবর্ধমানভাবে সংজ্ঞায়িত করা হচ্ছে। মানসিকতা এবং অগ্রাধিকারের এই পরিবর্তনটি এলিমেন্ট সিক্স-এ কোয়ান্টাম ডেভেলপমেন্ট টিমের কাজকে জানায়, যেটি তার পেটেন্ট প্রযুক্তি প্রয়োগ করছে এবং PECVD ফ্যাব্রিকেশনে জ্ঞান-কিভাবে ব্যবহার করছে, স্কেলে, একক-ক্রিস্টাল ডায়মন্ডের কোয়ান্টাম গ্রেড যার নিয়ন্ত্রিত স্তর রয়েছে NV এবং কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কিং সিস্টেম এবং এর বাইরে অ্যাপ্লিকেশনের জন্য SiV স্পিন কেন্দ্র।

"সিন্থেটিক হীরা গেম পরিবর্তনের সমাধান দিতে পারে এবং আমাদের গ্রাহকদের এবং অংশীদারদের এমন কিছু করার অনুমতি দিতে পারে যা আগে করা যায়নি - অভূতপূর্ব শক্তির ঘনত্ব সহ একটি লেজার তৈরি করা থেকে ব্যতিক্রমী উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি বৈশিষ্ট্য সহ একটি সিন্থেটিক হীরা 'অ্যাকোস্টিক ডোম' পর্যন্ত," ব্যাখ্যা করে ড্যানিয়েল টুইচেন, এলিমেন্ট সিক্সের প্রধান প্রযুক্তিবিদ।

"বার্ট মেচিয়েলস এবং AWS-এ তার দল একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয়," তিনি যোগ করেন। “তারা আমাদের কাছে এসেছিল কারণ, বছরের পর বছর ধরে, আমরা সিন্থেটিক হীরার উদ্ভাবন ক্ষমতার একটি বড় টুলবক্স তৈরি করেছি। আমাদের সঞ্চিত জ্ঞান প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জগুলির সাথে সারিবদ্ধ যা একটি ডায়মন্ড কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কিং প্ল্যাটফর্ম উপলব্ধি করার জন্য অবশ্যই সমাধান করা উচিত, এছাড়াও আমরা একটি উত্পাদন পরিবেশে কৃত্রিম হীরা স্কেল করার ক্ষমতা প্রদর্শন করেছি।"

একই সময়ে, এলিমেন্ট সিক্স উপলব্ধি করে যে সিন্থেটিক হীরার জন্য নতুন বৃদ্ধির বাজারের জন্য এমন সমাধানের প্রয়োজন হবে যা উপাদানটিকে ব্যবহার করা সহজ করে তোলে - উদীয়মান কোয়ান্টাম সাপ্লাই চেইন এবং অন্যত্র। "অবশেষে, প্রয়োজন এবং সুযোগ শুধুমাত্র কোয়ান্টাম-গ্রেডের সিন্থেটিক হীরা তৈরির মধ্যেই নয়, কিন্তু ফোটোনিক ডিভাইসের মধ্যে এটিকে প্রক্রিয়াকরণ এবং একীভূত করা," ট্যুইচেন নোট করে। "এবং, এটি করার মাধ্যমে, সিন্থেটিক হীরা গ্রহণের জন্য বাধাগুলি হ্রাস করা।"

এই মুহুর্তে, টুইচেন এবং তার এলিমেন্ট সিক্স সহকর্মীদের ফোকাস হল কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কিংয়ের ক্ষেত্রে কোম্পানির শিল্প অংশীদারিত্বকে স্কেল করা, যা ইতিমধ্যে শীর্ষস্থানীয় কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কিং গ্রুপগুলির সাথে একাডেমিক সহযোগিতায় সিন্থেটিক হীরার সম্ভাবনা প্রতিষ্ঠা করেছে। আপনি ডেলফট নেদারল্যান্ডের পাশাপাশি এমআইটি এবং হার্ভার্ড বিশ্ববিদ্যালয় মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে.

টুইচেন উপসংহারে বলেন, "এখন পর্যন্ত কী অনুপস্থিত হয়েছে, "একটি বড় শিল্প খেলোয়াড় বলে যে এটি তাদের গ্রাহকদের জন্য কোয়ান্টাম-সুরক্ষিত নেটওয়ার্ক পরিষেবাগুলির একটি নতুন প্রজন্মের প্রবর্তন করে কোয়ান্টাম যোগাযোগ ব্যবস্থা চালু করতে পারে৷ এগুলি AWS-এর থেকে খুব বেশি বড় নয়, তাই এই দৃষ্টিকে বাস্তবে পরিণত করতে ফটোনিক্সে AWS-এর জ্ঞানের সাথে কোয়ান্টাম-গ্রেড হীরাতে আমাদের দক্ষতা একত্রিত করা উত্তেজনাপূর্ণ।"

• 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/synthetic-diamond-how-materials-innovation-is-rewriting-the-rules-of-quantum-networking/