کوانٹم معلومات کو ذخیرہ کرنے کا ایک قابل اعتماد طریقہ تلاش کرنا ایک بنانے کی کوششوں کا مرکز ہے۔ کوانٹم انٹرنیٹ. کلاسیکی ڈیٹا کے برعکس، کوانٹم معلومات کو کاپی یا بڑھایا نہیں جا سکتا، اور جب کہ کلاسیکی انٹرنیٹ بالغ ٹیکنالوجیز جیسے روٹرز اور سوئچز کے ذریعے ڈیٹا منتقل کرتا ہے جو تاروں اور کیبلز کے جال کو جوڑتے ہیں، کوانٹم انٹرنیٹ کے بلڈنگ بلاکس ابھی زیر تعمیر ہیں۔ اسی طرح، کلاسیکی الیکٹرانک سسٹم کے ہر ٹکڑے میں ایک بفر ہوتا ہے جہاں معلومات پر عملدرآمد سے پہلے عارضی طور پر رہ سکتی ہے، لیکن نازک کوانٹم حالتوں کو "یاد رکھنے" کا راستہ تلاش کرنا ایک دیرینہ چیلنج ہے۔
سوئٹزرلینڈ کی باسل یونیورسٹی کے محققین نے اب demonstrated,en ایسی کوانٹم میموری۔ ان کے تجربے میں، روبیڈیم گیس (ایک بخارات کا سیل) سے بھرا ہوا ایک شیشے کا بلب آنے والے فوٹون کو کوانٹم کی معلومات کو منتقل کرتا ہے، اس معلومات کو عارضی طور پر ذخیرہ کرتا ہے اور پھر معلومات کو لے جانے کے لیے نئے فوٹون تیار کرتا ہے۔ زیادہ کیا ہے، بہت سے کوانٹم سسٹمز کے برعکس، وانپ سیل کوانٹم میموری کمرے کے درجہ حرارت پر یا اس سے اوپر کام کر سکتی ہے اور اسے جمع کرنا نسبتاً آسان ہے - یہ کوانٹم نیٹ ورکس میں تعیناتی کے لیے ایک بہترین امیدوار بناتا ہے۔
ٹرانزٹ میں فوٹون
کلیدی خصوصیت جو کوانٹم کمیونیکیشن کو بہت مشکل بناتی ہے وہ بھی اس کی اپیل کا ایک بڑا حصہ ہے۔ چونکہ فوٹونز کی کوانٹم حالتوں میں ذخیرہ شدہ معلومات کو کاپی نہیں کیا جا سکتا (کیبل سے گزرنے والے الیکٹرانک سگنلز کے برعکس)، ایک بدنیتی پر مبنی تیسرا فریق بھیجنے والے یا وصول کنندہ کو خبردار کیے بغیر کوانٹم ڈیٹا کو روک نہیں سکتا۔
تاہم، چونکہ کوانٹم ڈیٹا کو کاپی نہیں کیا جا سکتا، اس لیے اسے آسانی سے بڑھایا بھی نہیں جا سکتا۔ ایمپلیفیکیشن کے بغیر، فائبر آپٹک کیبل کے ساتھ سفر کرنے والا سگنل فاصلے پر کمزور ہوتا جاتا ہے۔ یہ ڈیٹا کی ترسیل کو بہترین طور پر چند سو کلومیٹر تک محدود کرتا ہے۔
اس مسئلے سے بچنے کا ایک طریقہ یہ ہے کہ بھیجنے والے اور وصول کنندہ کے درمیان ریپیٹر متعارف کرایا جائے۔ کوئی بھی دو ریپیٹر اپنی متعلقہ یادوں کو الجھانے کے لیے فوٹون کا تبادلہ کر سکتے ہیں۔ مشترکہ الجھن کو پھر ایک سرے سے دوسرے سرے تک معلومات کو ٹیلی پورٹ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
فوٹون کو ذخیرہ کرنا اور بازیافت کرنا
جیسا کہ راؤٹرز کوانٹم معلومات کو ریلے کرتے ہیں، انہیں اگلے اسٹیشن تک محفوظ طریقے سے منتقل کرنے سے پہلے معلومات کو عارضی طور پر ذخیرہ کرنے کے لیے ایک طریقہ کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہیں سے کوانٹم یادیں آتی ہیں۔
باسل میں تجربے کے لیے، محققین نے اپنے وانپ سیل میں روبیڈیم ایٹموں کو زمینی حالت میں شروع کر کے شروع کیا۔ جب سنگل فوٹون ماخذ سے آنے والے فوٹون اس خلیے میں روبیڈیم ایٹم کے ساتھ تعامل کرتے ہیں، تو ایٹم کوانٹم حالتوں کی سپر پوزیشن میں داخل ہوتا ہے۔ اس عمل کو وانپ سیل بنانے کے لیے الٹ کیا جا سکتا ہے جس میں وہ معلومات موجود ہیں جو اس نے ابھی جذب کی ہے۔
اگرچہ کوانٹم یادیں مطالعہ کا ایک مقبول شے رہی ہیں، اس سے قبل انہیں کمرے کے درجہ حرارت پر یا اس سے اوپر قابل اعتماد طریقے سے چلانے کا کوئی طریقہ نہیں تھا۔ کے مطابق گیانی بسرمیں ایک مقالے کے مرکزی مصنف PRX کوانٹم تحقیق کے بارے میں، ٹھنڈے ایٹموں پر مبنی آلات نے فوٹوون ذرائع اور یادوں کے درمیان ایک موثر انٹرفیس کا مظاہرہ کیا ہے۔ یہ تجربات، تاہم، سست ہیں اور کم بینڈوڈتھ ہیں. اس کے علاوہ، لیبارٹری کے باہر ٹھنڈے ایٹم کی یادیں قائم کرنا بوجھل ہے۔ ویپر سیل کا استعمال اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ ڈیوائس کو کمرے کے درجہ حرارت سے زیادہ استعمال کے معاملات میں استعمال کیا جا سکتا ہے - جو کچھ اہم ہے جب آپ "اس بات پر غور کریں کہ کلاسیکی نیٹ ورکنگ اور مواصلات میں میموری کو کس طرح ہر جگہ استعمال کیا جاتا ہے،" بسر نے مزید کہا، نوٹ کرتے ہوئے کہ اس طرح کی بنیادی بلڈنگ بلاک کو بھی بہت مضبوط ہونا ضروری ہے۔
بخارات کے خلیوں پر مبنی یادوں کے ساتھ ایک اور چیلنج اسٹوریج کے بعد فوٹون کو پڑھنا ہے۔ میموری صرف اس صورت میں معنی خیز ہے جب اس میں ذخیرہ شدہ معلومات کو قابل اعتماد طریقے سے پڑھا جا سکے، لیکن بخارات کے خلیے میں، ایٹم ایک دوسرے سے اور خلیے کی دیواروں سے ٹکرا جاتے ہیں، جس سے جاری ہونے والے فوٹان کے معیار کو گرا دیا جاتا ہے۔ پڑھنے کے شور کو کم کرنے کے لیے تکنیک تیار کرکے، بسر اور اس کی ٹیم نے کئی سو نینو سیکنڈز کے لیے ذخیرہ کیے گئے فوٹونز کو پڑھنے میں کامیاب کیا - انسانی پیمانے پر ایک چھوٹا سا دورانیہ، لیکن تجربے میں استعمال ہونے والی فوٹوون دالوں کے لیے ایک طویل وقت، جو خود صرف ایک ہیں۔ چند نینو سیکنڈ طویل۔
نئے کوانٹم ریپیٹر ایک قابل توسیع کوانٹم انٹرنیٹ کو فعال کر سکتے ہیں۔
بسر کے مطابق، ان کی ٹیم کے نتائج کو بہتر بنانے کے سیدھے طریقے ہیں۔ "شائع شدہ تجربہ ایک خوبصورت عام، تجارتی طور پر دستیاب، روبیڈیم سیل پر انحصار کرتا ہے۔ وانپ سیل کے ماہرین کے ساتھ تعاون تجربے کے دل کو اس کے مقصد کے لیے زیادہ موزوں بنانے کی جانب ایک طویل سفر طے کر سکتا ہے،‘‘ وہ کہتے ہیں۔ سیل کو پیرافین جیسے مادوں کے ساتھ کوٹنگ کرنے سے بھی کوانٹم معلومات ضائع ہونے میں کمی آتی ہے کیونکہ ایٹم سیل کی دیواروں سے ٹکرا جاتے ہیں۔ درحقیقت، بسر پر امید ہے کہ میموری کے لیے ذخیرہ کرنے کے اوقات ایک سیکنڈ کی ترتیب پر قدروں تک پہنچ سکتے ہیں، جسے وہ نوٹ کرتا ہے کہ "حقیقت میں فوٹوون کے لیے ایک ابدیت ہے"۔
