بحال شدہ فوٹوون الجھن کوانٹم مواصلات اور امیجنگ کو بڑھا سکتا ہے۔   

ہندوستان میں محققین نے یہ ظاہر کیا ہے کہ ایک مخصوص مسلسل متغیر کی بنیاد پر فوٹوون کا الجھن خود کو دوبارہ زندہ کرتا ہے کیونکہ فوٹون اپنے ماخذ سے دور پھیلتے ہیں۔ یہ دریافت طویل فاصلے پر کوانٹم معلومات کو محفوظ طریقے سے منتقل کرنے اور ہنگامہ خیز میڈیا میں کوانٹم امیجنگ کے لیے مفید ثابت ہو سکتی ہے۔

فوٹان کے درمیان کوانٹم الجھاؤ کو طبیعیات دانوں کی طرف سے بڑے پیمانے پر تلاش کیا جا رہا ہے، اکثر اس کا مقصد کمپیوٹنگ، کمیونیکیشن، سینسنگ اور امیجنگ کے لیے نئی کوانٹم ٹیکنالوجیز تیار کرنا ہے۔ کچھ ممکنہ ایپلی کیشنز کو بغیر کسی نقصان کے طویل فاصلے پر یا ہنگامہ خیز ماحول کے ذریعے الجھے ہوئے فوٹون بھیجنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ تاہم، فی الحال ان حالات میں بعض قسم کی الجھنوں کو محفوظ رکھنا بہت مشکل ہے - اور کامیابی کا انحصار بہت سے عوامل پر ہوسکتا ہے، بشمول کوانٹم معلومات کو فوٹون میں کیسے انکوڈ کیا جاتا ہے۔

ابھی آنند جھا اور ساتھیوں میں کوانٹم آپٹکس اینڈ اینٹینگلمنٹ لیبارٹری انڈین انسٹی ٹیوٹ آف ٹکنالوجی کانپور میں معلومات کو انکوڈ کرنے کے لیے فوٹون کی کونیی پوزیشنوں کا استعمال کرکے ایک ممکنہ حل فراہم کیا ہے۔ انہوں نے مشاہدہ کیا کہ ایسا لگتا ہے کہ الجھن غائب ہوتی ہے جیسے جیسے فوٹون پھیلتے ہیں، لیکن پھر عجیب طور پر دوبارہ ظاہر ہوتا ہے۔ انہوں نے یہ بھی ظاہر کیا کہ الجھاؤ کا احیاء اس وقت بھی ہوتا ہے جب فوٹان ہنگامہ خیز ہوا کے ذریعے سفر کرتے ہیں، جو عام طور پر الجھن کو ختم کر دیتی ہے۔ وہ اپنی تحقیق میں بیان کرتے ہیں۔ سائنس ایڈوانسز.

فوٹون کی الجھن

فوٹون میں آزادی کی بہت سی مختلف ڈگریاں ہوتی ہیں جنہیں کوانٹم معلومات کو انکوڈ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ انتخاب کا انحصار اس قسم کی معلومات پر ہے جسے انکوڈ کرنا ہے۔ کوئبٹس کے لیے، مجرد خصوصیات جیسے کہ پولرائزیشن یا فوٹوون کی مداری کونیی رفتار استعمال کی جا سکتی ہے۔ لیکن بعض اوقات، خاص طور پر سینسنگ اور امیجنگ کے مقاصد کے لیے، کوانٹم معلومات کو زیادہ مسلسل انداز میں انکوڈ کرنا بہتر ہے۔ ایسی ایپلی کیشنز میں، سب سے زیادہ دریافت شدہ الجھی ہوئی خاصیت - یا "بنیاد" - ایک فوٹوون کی پوزیشن ہے جو اس کے کارٹیشین کوآرڈینیٹس کے ذریعے دی گئی ہے۔

کوانٹم الجھنے کا رجحان ذرّات کو کلاسیکی طبیعیات کی اجازت سے زیادہ قریبی تعلق فراہم کرتا ہے اور اس سے آزاد ہے کہ کوانٹم معلومات کو انکوڈ کرنے کے لیے کس خاص بنیاد کا استعمال کیا جاتا ہے۔ تاہم، تجربہ میں الجھن کا استعمال یا پیمائش کرنے کا طریقہ بنیاد سے آزاد نہیں ہو سکتا۔ یہ ایک الجھن "گواہ" پر لاگو ہوتا ہے، جو کہ ایک ریاضیاتی مقدار ہے جو اس بات کا تعین کرتی ہے کہ آیا کوئی نظام الجھا ہوا ہے۔ گواہ مسلسل بنیادوں کے لیے بنیاد پر منحصر ہوتے ہیں اور اس انحصار کا مطلب یہ ہے کہ کچھ قسم کی مسلسل الجھنیں دوسروں کے مقابلے میں زیادہ مفید ہو سکتی ہیں۔

پوزیشن مومینٹم کی بنیاد کے لیے، الجھن، جیسا کہ گواہ کے ذریعے دیکھا گیا، بہت جلد ختم ہو جاتا ہے کیونکہ فوٹون اپنے ماخذ سے دور پھیلتے ہیں۔ اس کے ارد گرد حاصل کرنے کے لئے، سائنس دان عام طور پر فوٹون کے درمیان الجھنے کا استعمال کرنے کے لئے ذریعہ کی تصویر بناتے ہیں. راستے میں کوئی بھی ہنگامہ آرائی بھی تیزی سے اس الجھن کو تباہ کر دیتی ہے، اسے دوبارہ زندہ کرنے کے لیے پیچیدہ حل کی ضرورت ہوتی ہے جیسے انکولی آپٹکس۔ یہ اضافی اصلاحی اقدامات ان الجھے ہوئے فوٹونز کی افادیت کو محدود کرتے ہیں۔

جھا اور ساتھیوں کی یہ تازہ ترین تحقیق اس بات کی کھوج کرتی ہے کہ کس طرح قریب سے متعلقہ متبادل بنیاد - فوٹون کی کونیی پوزیشن کا استعمال کرتے ہوئے الجھن کو محفوظ کیا جا سکتا ہے۔

Generating, losing and reviving entanglement

اپنے تجربے میں، محققین نے ایک اعلیٰ طاقت والے "پمپ" لیزر سے ایک نان لائنر کرسٹل میں روشنی بھیج کر الجھے ہوئے فوٹونز بنائے۔ ایسی حالتوں میں جہاں فوٹون کی توانائیاں اور لمحہ محفوظ رہتا ہے، ایک پمپ فوٹون اس عمل میں دو الجھے ہوئے فوٹون تیار کرے گا جسے spontaneous parametric down conversion (SPDC) کہا جاتا ہے۔ دو فوٹون اپنی تمام خصوصیات میں الجھے ہوئے ہیں۔ مثال کے طور پر، اگر ایک جگہ پر ایک فوٹون کا پتہ چل جاتا ہے، تو دوسرے الجھے ہوئے فوٹون کی پوزیشن خود بخود متعین ہوجاتی ہے۔ ارتباط دیگر مقداروں کے لیے بھی موجود ہے، جیسے کہ رفتار، کونیی مقام اور مداری کونیی رفتار۔

جیسا کہ بغیر کسی اصلاحی اقدامات کے گواہ کے ذریعے دیکھا گیا، محققین نے مشاہدہ کیا کہ فوٹون کے درمیان پوزیشن کا الجھن تقریباً 4 سینٹی میٹر پھیلنے کے بعد غائب ہو جاتا ہے۔ دوسری طرف، کونیی پوزیشن کے الجھن میں کچھ دلچسپ ہوتا ہے۔ یہ تقریباً 5 سینٹی میٹر پھیلنے کے بعد غائب ہو جاتا ہے، لیکن فوٹون کے مزید 20 سینٹی میٹر سفر کرنے کے بعد، الجھنا دوبارہ ظاہر ہوتا ہے (تصویر دیکھیں)۔ محققین نے اپنے تجرباتی نتائج کو عددی ماڈل کے ساتھ قابلیت سے ثابت کیا۔

کشید کا طریقہ فوٹون کے ایک جوڑے میں کوانٹم الجھن کو مضبوط کرتا ہے۔

یہی رجحان اس وقت دیکھنے میں آیا جب ٹیم نے الجھے ہوئے فوٹونز کے راستے میں ہنگامہ خیز ماحول پیدا کیا۔ یہ ہوا کو ہلانے اور اس کے ریفریکٹیو انڈیکس کو تبدیل کرنے کے لیے بلو ہیٹر کا استعمال کرتے ہوئے کیا گیا تھا۔ اس معاملے میں روشنی کے تقریباً 45 سینٹی میٹر کے طویل فاصلے تک پھیلنے کے بعد الجھن کو بحال کیا گیا۔

یہ ابھی تک پوری طرح سے معلوم نہیں ہوسکا ہے کہ کونیی پوزیشن کی بنیاد میں الجھن دوبارہ ظاہر ہونے کی کیا وجہ ہے۔ بنیاد خاص ہے کیونکہ یہ پورے دائرے کے بعد لپیٹ جاتا ہے۔ جھا کے مطابق، یہ اس کے امتیازی عوامل میں سے ایک ہے۔

اگرچہ مطالعہ ایک میٹر سے کم فاصلے پر مضبوطی کا مظاہرہ کرتا ہے، جھا اور ساتھیوں کا دعویٰ ہے کہ بحالی کلومیٹر کے فاصلے پر بھی ممکن ہے۔ اس سے ماحول کی ہنگامہ خیزی کے ذریعے کوانٹم معلومات کو الجھن کو تباہ کیے بغیر منتقل کرنا ممکن ہو سکتا ہے۔ ہنگامہ خیزی کے ذریعے مضبوطی کم سے کم حملے یا تباہی کے ساتھ مبہم بائیو کیمیکل ماحول میں اشیاء کی کوانٹم امیجنگ کی بھی اجازت دے سکتی ہے۔

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو بلاک چین۔ Web3 Metaverse Intelligence. علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/revived-photon-entanglement-could-enhance-quantum-communication-and-imaging/