সাধারণত, কোয়ান্টাম যোগাযোগ ব্যবস্থায় একটি ফোটনের স্পিন কৌণিক ভরবেগের উপর তথ্য "লিখিত" হয়। এই পরিস্থিতিতে, ফোটন হয় ডান-বা বাম-বৃত্তাকার ঘূর্ণন করে বা একত্রিত হয়ে দ্বি-মাত্রিক উৎপন্ন করে। qubit, দুটির একটি কোয়ান্টাম সুপারপজিশন। ফোটনের অরবিটাল কৌণিক ভরবেগেও তথ্য সংরক্ষণ করা যেতে পারে, কর্কস্ক্রু পথের আলো যখন অগ্রসর হয় তখন প্রতিটি ফোটন রশ্মির কেন্দ্রকে ঘিরে রাখে।
Qubits এবং qudits ফোটনে সংরক্ষিত তথ্য এক বিন্দু থেকে অন্য বিন্দুতে প্রচার করে। প্রধান পার্থক্য হল যে কিউবিটগুলি একই দূরত্বে কিউবিটগুলির তুলনায় অনেক বেশি তথ্য বহন করতে পারে, যা পরবর্তী প্রজন্মের টার্বোচার্জিংয়ের ভিত্তি প্রদান করে। কোয়ান্টাম যোগাযোগ.
একটি নতুন গবেষণায়, কোয়ান্টাম বিজ্ঞানীরা স্টিভেনস ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির একটি একক ফোটনে আরও তথ্য এনকোড করার জন্য একটি পদ্ধতি প্রদর্শন করেছে, আরও দ্রুত এবং আরও শক্তিশালী কোয়ান্টাম যোগাযোগ সরঞ্জামের দরজা খুলেছে। তারা আরও দেখায় যে তারা চাহিদা অনুযায়ী পৃথক ফ্লাইং কুডিট বা "টুইস্টি" ফোটন তৈরি এবং নিয়ন্ত্রণ করতে পারে।
স্ট্রফের ন্যানোফটোনিক্স ল্যাবের স্নাতক ছাত্র ইচেন মা বলেন, “সাধারণত, স্পিন কৌণিক ভরবেগ এবং অরবিটাল কৌণিক ভরবেগ একটি ফোটনের স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য। আমাদের ডিভাইসটি প্রথম যা উভয়ের মধ্যে নিয়ন্ত্রিত কাপলিং এর মাধ্যমে উভয় বৈশিষ্ট্যের একযোগে নিয়ন্ত্রণ প্রদর্শন করে। এটা একটা বড় ব্যাপার যে আমরা দেখিয়েছি যে আমরা ক্লাসিক্যাল লাইট বিমের পরিবর্তে একক ফোটন দিয়ে এটা করতে পারি, যেটি যেকোন কোয়ান্টাম কমিউনিকেশন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য মৌলিক প্রয়োজনীয়তা।"
"অরবিটাল কৌণিক ভরবেগের মধ্যে তথ্য এনকোডিং আমূলভাবে তথ্য বৃদ্ধি করে যা প্রেরণ করা যেতে পারে। "টুইস্টি" ফোটনের ব্যবহার কোয়ান্টাম কমিউনিকেশন টুলগুলির ব্যান্ডউইথকে বাড়িয়ে তুলতে পারে, তাদের আরও দ্রুত ডেটা প্রেরণ করতে সক্ষম করে।"
বিজ্ঞানীরা একক ফোটন নির্গত করতে সক্ষম কোয়ান্টাম ইমিটার তৈরি করতে টুইস্টি ফোটন তৈরি করতে টংস্টেন ডিসেলেনাইডের একটি পরমাণু-পুরু ফিল্ম ব্যবহার করেছিলেন। এরপরে, তারা কোয়ান্টাম ইমিটারকে একটি অভ্যন্তরীণভাবে প্রতিফলিত ডোনাট-আকৃতির স্থানে একত্রিত করেছে যাকে রিং রেজোনেটর বলা হয়। বিকিরণকারী এবং গিয়ার-আকৃতির অনুরণন যন্ত্রের বিন্যাসকে সূক্ষ্ম-টিউনিং করে, ফোটনের স্পিন এবং এর অরবিটাল কৌণিক ভরবেগের মধ্যে মিথস্ক্রিয়াকে লিভারেজ করা সম্ভব যাতে চাহিদা অনুযায়ী পৃথক "টুইস্টি" ফোটন তৈরি করা যায়।
এই স্পিন-মোমেন্টাম-লকিং কার্যকারিতা সক্ষম করার মূল চাবিকাঠি রিং রেজোনেটরের গিয়ার-আকৃতির প্যাটার্নিংয়ের উপর নির্ভর করে, যেটি ডিজাইনে যত্ন সহকারে প্রকৌশলী করা হলে, আলোর বাঁকানো ঘূর্ণি রশ্মি তৈরি করে যা ডিভাইসটি শুট করে। আলোর গতি.
মাত্র 20 মাইক্রন পরিমাপের একটি একক মাইক্রোচিপে এই ক্ষমতাগুলিকে একীভূত করার মাধ্যমে - প্রস্থের প্রায় এক চতুর্থাংশ মানুষের চুল - দলটি কোয়ান্টাম যোগাযোগ ব্যবস্থার অংশ হিসাবে অন্যান্য মানকৃত উপাদানগুলির সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করতে সক্ষম একটি টুইস্টি-ফোটন ইমিটার তৈরি করেছে।
Ma বলেছেন, “কিছু মূল চ্যালেঞ্জ রয়ে গেছে। যদিও দলের প্রযুক্তি একটি ফোটন সর্পিল যে দিকের দিকে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে — ঘড়ির কাঁটার দিকে বা বিপরীত দিকে — সঠিক অরবিটাল কৌণিক ভরবেগ মোড নম্বর নিয়ন্ত্রণ করতে আরও কাজ করতে হবে। এই সমালোচনামূলক ক্ষমতা বিভিন্ন মানের তাত্ত্বিকভাবে অসীম পরিসরকে "লিখতে" এবং পরে একটি একক ফোটন থেকে বের করতে সক্ষম করবে। স্ট্রফের ন্যানোফোটোনিক্স ল্যাবে সর্বশেষ পরীক্ষাগুলি আশাব্যঞ্জক ফলাফল দেখায় যে এই সমস্যাটি শীঘ্রই কাটিয়ে উঠতে পারে।"
"আরও কাজ করতে হবে এমন একটি ডিভাইস তৈরি করার জন্য যা কঠোরভাবে সামঞ্জস্যপূর্ণ কোয়ান্টাম বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে পেঁচানো ফোটন তৈরি করতে পারে, যেমন, অভেদযোগ্য ফোটন - সক্রিয় করার জন্য একটি মূল প্রয়োজনীয়তা। কোয়ান্টাম ইন্টারনেট. এই ধরনের চ্যালেঞ্জগুলি কোয়ান্টাম ফোটোনিক্সে কাজ করা প্রত্যেককে প্রভাবিত করে এবং সমাধানের জন্য বস্তুগত বিজ্ঞানের অগ্রগতির প্রয়োজন হতে পারে।"
“সামনে অনেক চ্যালেঞ্জ রয়েছে। কিন্তু আমরা কোয়ান্টাম আলোর উত্স তৈরি করার সম্ভাবনা দেখিয়েছি যা পূর্বে সম্ভব হওয়া যেকোনো কিছুর চেয়ে বহুমুখী।"
জার্নাল রেফারেন্স:
- ইচেন মা এট আল।, চিরাল নির্গমনের জন্য 2D উপকরণে কোয়ান্টাম নির্গমনকারীদের অন-চিপ স্পিন-অরবিট লকিং, অপটিক্যাল (2022)। ডিওআই: 10.1364/OPTICA.463481
