क्वांटम भौतिकविदों ने अक्टूबर में मनाया जब नोबेल समिति ने ए से सम्मानित किया लंबे समय से प्रतीक्षित एलेन एस्पेक्ट, जॉन क्लॉजर और एंटोन ज़िलिंगर को उनके अग्रणी के लिए भौतिकी पुरस्कार क्वांटम उलझाव पर शोध. लेकिन समुदाय निश्चित रूप से अपनी प्रशंसा पर आराम नहीं कर रहा है, और 2022 में कई अन्य रोमांचक विकासों के साथ, केवल कुछ हाइलाइट्स चुनना मुश्किल है। फिर भी, यहाँ कुछ परिणाम दिए गए हैं जो क्वांटम सेंसिंग, क्वांटम सूचना, क्वांटम कंप्यूटिंग, क्वांटम क्रिप्टोग्राफी और मौलिक क्वांटम विज्ञान के क्षेत्र में हमारे लिए उल्लेखनीय हैं।
क्वांटम यांत्रिकी में, निरूपण के सिद्धांत में कहा गया है कि एक क्वांटम कण, हाथ से लहराते अर्थों में, एक साथ कई स्थानों पर हो सकता है। उलझाव का सिद्धांत, इस बीच, बताता है कि क्वांटम कण एक कनेक्शन का अनुभव करते हैं जो एक कण की स्थिति को दूसरे कण को निर्धारित करने की अनुमति देता है, यहां तक कि विशाल दूरी पर भी। नवंबर में, अमेरिका के कोलोराडो में JILA के भौतिकविदों ने शोर को दबाने के लिए उलझाव और निरूपण के संयोजन का उपयोग किया, जिसने पहले तथाकथित क्वांटम सीमा के नीचे त्वरण को समझना असंभव बना दिया था। यह सीमा अलग-अलग कणों के क्वांटम शोर द्वारा निर्धारित की जाती है, और यह लंबे समय से क्वांटम सेंसर की शुद्धता पर एक महत्वपूर्ण बाधा रही है। इस प्रकार इस पर काबू पाना एक बड़ा कदम है।
एक नेटवर्क में एक नोड से दूसरे में क्वांटम जानकारी भेजना आसान नहीं है। यदि आप एक ऑप्टिकल फाइबर में भेजे गए फोटॉनों में जानकारी को एन्कोड करते हैं, तो फाइबर में होने वाली हानि सिग्नल की निष्ठा को तब तक खत्म कर देती है जब तक कि यह अपठनीय नहीं हो जाता। यदि आप सीधे सूचना को टेलीपोर्ट करने के लिए क्वांटम उलझाव का उपयोग करते हैं, तो आप अन्य प्रक्रियाओं का परिचय देते हैं, जो सिग्नल को भी ख़राब करते हैं। नीदरलैंड में क्यूटेक में भौतिकविदों के रूप में, नेटवर्क में तीसरा नोड जोड़ना 2021 में किया, केवल कार्य को और कठिन बना देता है। इसलिए यह इतना प्रभावशाली है कि QuTech के शोधकर्ताओं ने एक प्रेषक (ऐलिस) से एक रिसीवर (चार्ली) को एक मध्यवर्ती नोड (बॉब) के माध्यम से क्वांटम जानकारी टेलीपोर्ट करके अपनी पिछली सफलता का अनुसरण किया। हालांकि ऐलिस-बॉब-चार्ली ट्रांसमिशन की निष्ठा केवल 71% थी, जो कि शास्त्रीय सीमा 2/3 से अधिक है, और इसे प्राप्त करने के लिए शोधकर्ताओं को कई चुनौतीपूर्ण प्रयोगों को संयोजित और अनुकूलित करने की आवश्यकता थी। क्या डेव, एडना और फ्रेड नोड्स 2023 में नेटवर्क में शामिल होंगे? हम देखेंगे!
यदि यह इस सूची में पहले दो हाइलाइट्स से स्पष्ट नहीं था, तो क्वांटम विज्ञान में शोर एक बड़ी समस्या है। यह कंप्यूटिंग के लिए उतना ही सच है जितना कि संवेदन और संचार के लिए, यही कारण है कि इन शोर-प्रेरित त्रुटियों को ठीक करना इतना महत्वपूर्ण है। भौतिकविदों ने बनाया कई अग्रिम 2022 में इस मोर्चे पर, लेकिन सबसे महत्वपूर्ण में से एक मई में आया जब ऑस्ट्रिया के इंसब्रुक विश्वविद्यालय और जर्मनी में आरडब्ल्यूटीएच आचेन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने पहली बार दोष-सहिष्णु क्वांटम संचालन का एक पूरा सेट प्रदर्शित किया। उनका आयन-ट्रैप क्वांटम कंप्यूटर सिस्टम में खतरनाक त्रुटियों की उपस्थिति को इंगित करने के लिए प्रत्येक तार्किक क्विबिट, प्लस "फ्लैग" क्विबिट्स बनाने के लिए सात भौतिक क्विबिट का उपयोग करता है। महत्वपूर्ण रूप से, प्रणाली के त्रुटि-सुधारित संस्करण ने तकनीक की संभावनाओं को दर्शाते हुए सरल असंशोधित संस्करण की तुलना में बेहतर प्रदर्शन किया।
सूचना सुरक्षा क्वांटम क्रिप्टोग्राफी की यूएसपी है, लेकिन जानकारी केवल श्रृंखला की सबसे कमजोर कड़ी के रूप में ही सुरक्षित है। क्वांटम की डिस्ट्रीब्यूशन (QKD) में, एक संभावित कमजोर लिंक वह डिवाइस है जिसका उपयोग कुंजियों को भेजने और प्राप्त करने के लिए किया जाता है, जो पारंपरिक हैक्स (जैसे कोई व्यक्ति नोड में टूट जाता है और सिस्टम के साथ छेड़छाड़ करता है) के लिए कमजोर होता है, भले ही चाबियां खुद से सुरक्षित हों। क्वांटम वाले। एक विकल्प डिवाइस-स्वतंत्र QKD (DIQKD) का उपयोग करना है, जो यह पुष्टि करने के लिए फोटॉन जोड़े में बेल असमानताओं के माप का उपयोग करता है कि कुंजी-पीढ़ी की प्रक्रिया में हेराफेरी नहीं की गई है। जुलाई में, शोधकर्ताओं के दो स्वतंत्र समूहों ने पहली बार प्रयोगात्मक रूप से DIQKD का प्रदर्शन किया - एक मामले में आठ घंटे की अवधि में 1.5 मिलियन उलझे हुए बेल जोड़े उत्पन्न करके और 95 884 बिट लंबी साझा कुंजी उत्पन्न करने के लिए उनका उपयोग करके। यद्यपि वास्तविक दुनिया के एन्क्रिप्टेड नेटवर्क के लिए DIQKD को व्यावहारिक बनाने के लिए प्रमुख पीढ़ी की दर अधिक होनी चाहिए, सिद्धांत का प्रमाण आश्चर्यजनक है।
इस हाइलाइट सूची में अन्य उलझे हुए कण सभी समान हैं: फोटॉन अन्य फोटॉनों के साथ उलझे हुए हैं, आयन अन्य आयनों के साथ, परमाणु अन्य परमाणुओं के साथ। लेकिन क्वांटम सिद्धांत में ऐसा कुछ भी नहीं है जो इस तरह की समरूपता की मांग करता है, और "हाइब्रिड" क्वांटम प्रौद्योगिकियों का एक उभरता हुआ नया वर्ग वास्तव में चीजों को मिलाने पर निर्भर करता है। के नेतृत्व में शोधकर्ताओं को दर्ज करें आर्मिन फीस्ट जर्मनी में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर मल्टीडिसिप्लिनरी साइंसेज, जिन्होंने अगस्त में दिखाया था कि वे रिंग के आकार के ऑप्टिकल माइक्रोरेसोनेटर और उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों के एक बीम का उपयोग करके एक इलेक्ट्रॉन और एक फोटॉन को उलझा सकते हैं जो एक स्पर्शरेखा पर रिंग से गुजरता है। तकनीक में "हेराल्डिंग" नामक एक क्वांटम प्रक्रिया के लिए अनुप्रयोग हैं, जिसमें एक उलझी हुई जोड़ी में एक कण का पता लगाना इंगित करता है कि दूसरा कण क्वांटम सर्किट में उपयोग के लिए उपलब्ध है - आज के मूलभूत विकास कल के नवाचारों को कैसे चलाते हैं, इसका एक बड़ा उदाहरण है।
क्वांटम विचित्रता का एक हड़पने वाला थैला
अंत में, जैसा कि पारंपरिक है (हमने इसे किया है दो बार, इसलिए यह एक परंपरा है), क्वांटम हाइलाइट्स की कोई भी सूची इस क्षेत्र में अजीब और मनमौजी सब कुछ के बिना पूरी नहीं होती है। तो चलिए इसे अमेरिकी शोधकर्ताओं के लिए सुनते हैं जिन्होंने क्वांटम प्रोसेसर का इस्तेमाल किया स्पेस-टाइम में वर्महोल के माध्यम से सूचना के टेलीपोर्टेशन का अनुकरण करें; इटली और फ्रांस में एक समूह जिसने कठिन संख्याएँ रखीं अप्रभेद्य फोटॉनों की अप्रभेद्यता; एक अंतरराष्ट्रीय टीम जिसने शास्त्रीय कारणता के क्वांटम उल्लंघन का उपयोग किया कारण और प्रभाव की प्रकृति को बेहतर ढंग से समझें; और ब्रिटेन के एडिनबर्ग विश्वविद्यालय में भौतिकविदों की एक निडर जोड़ी, जिन्होंने दिखाया कि क्वांटम सिग्नल एक अच्छा तरीका होगा संपर्क स्थापित करने के लिए तकनीकी रूप से उन्नत एलियंस इंटरस्टेलर दूरियों के पार। क्वांटम अजीब रखने के लिए धन्यवाद!
