কোয়ান্টাম তথ্য প্রযুক্তি হলো কোয়ান্টাম বলবিদ্যার উপর ভিত্তি করে গড়ে ওঠা এক নতুন তথ্য প্রযুক্তি, যা ভৌত জগতে নিহিত তথ্যকে সংকেতায়িত, গণনা এবং প্রেরণ করে।কোয়ান্টাম সিস্টেমকোয়ান্টাম তথ্য প্রযুক্তির উন্নয়ন ও প্রয়োগ আমাদেরকে “কোয়ান্টাম যুগে” নিয়ে আসবে এবং উচ্চতর কর্মদক্ষতা, অধিকতর নিরাপদ যোগাযোগ পদ্ধতি ও আরও সুবিধাজনক এবং পরিবেশবান্ধব জীবনধারা বাস্তবায়ন করবে।
কোয়ান্টাম সিস্টেমগুলোর মধ্যে যোগাযোগের কার্যকারিতা আলোর সাথে তাদের মিথস্ক্রিয়া করার ক্ষমতার উপর নির্ভর করে। তবে, এমন একটি উপাদান খুঁজে পাওয়া খুব কঠিন যা আলোকের কোয়ান্টাম বৈশিষ্ট্যগুলোর পূর্ণ সদ্ব্যবহার করতে পারে।
সম্প্রতি, প্যারিসের রসায়ন ইনস্টিটিউট এবং কার্লসরুহে প্রযুক্তি ইনস্টিটিউটের একটি গবেষক দল যৌথভাবে অপটিক্যাল কোয়ান্টাম সিস্টেমে প্রয়োগের জন্য বিরল মৃত্তিকা ইউরোপিয়াম আয়ন (Eu³ +) ভিত্তিক একটি আণবিক স্ফটিকের সম্ভাবনা প্রদর্শন করেছে। তারা দেখেছেন যে এই Eu³ + আণবিক স্ফটিকের অতি-সংকীর্ণ লাইনউইথ নিঃসরণ আলোর সাথে কার্যকর মিথস্ক্রিয়া সক্ষম করে এবং এর গুরুত্বপূর্ণ মূল্য রয়েছে।কোয়ান্টাম যোগাযোগএবং কোয়ান্টাম কম্পিউটিং।
চিত্র ১: বিরল মৃত্তিকা ইউরোপিয়াম আণবিক স্ফটিকের উপর ভিত্তি করে কোয়ান্টাম যোগাযোগ
কোয়ান্টাম অবস্থাগুলোকে উপরিপাতিত করা যায়, ফলে কোয়ান্টাম তথ্যকেও উপরিপাতিত করা সম্ভব। একটিমাত্র কিউবিট একই সাথে ০ থেকে ১-এর মধ্যে বিভিন্ন অবস্থাকে উপস্থাপন করতে পারে, যার ফলে ডেটাকে সমান্তরালভাবে ব্যাচ আকারে প্রক্রিয়াকরণ করা যায়। ফলস্বরূপ, প্রচলিত ডিজিটাল কম্পিউটারের তুলনায় কোয়ান্টাম কম্পিউটারের গণনা ক্ষমতা সূচকীয়ভাবে বৃদ্ধি পাবে। তবে, গণনামূলক কার্যক্রম সম্পাদনের জন্য, কিউবিটগুলোর উপরিপাতনকে অবশ্যই একটি নির্দিষ্ট সময় ধরে স্থিরভাবে টিকে থাকতে হবে। কোয়ান্টাম বলবিদ্যায়, স্থিতিশীলতার এই সময়কাল কোহেরেন্স লাইফটাইম নামে পরিচিত। জটিল অণুগুলোর নিউক্লীয় স্পিন দীর্ঘ ড্রাই লাইফটাইমসহ উপরিপাতন অবস্থা অর্জন করতে পারে, কারণ নিউক্লীয় স্পিনের উপর পারিপার্শ্বিক প্রভাব কার্যকরভাবে প্রতিহত হয়।
বিরল মৃত্তিকা আয়ন এবং আণবিক স্ফটিক হলো এমন দুটি ব্যবস্থা যা কোয়ান্টাম প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত হয়েছে। বিরল মৃত্তিকা আয়নের চমৎকার আলোকীয় এবং স্পিন বৈশিষ্ট্য রয়েছে, কিন্তু এদেরকে সমন্বিত করা কঠিন।অপটিক্যাল ডিভাইসআণবিক স্ফটিকগুলিকে একীভূত করা সহজ, কিন্তু স্পিন এবং আলোর মধ্যে একটি নির্ভরযোগ্য সংযোগ স্থাপন করা কঠিন, কারণ এর নির্গমন ব্যান্ডগুলি অনেক প্রশস্ত।
এই গবেষণায় বিকশিত বিরল মৃত্তিকা আণবিক স্ফটিকগুলো উভয়ের সুবিধাকে নিপুণভাবে একত্রিত করে, কারণ লেজার উদ্দীপনার অধীনে Eu³⁺ নিউক্লীয় স্পিন সম্পর্কিত তথ্য বহনকারী ফোটন নির্গত করতে পারে। নির্দিষ্ট লেজার পরীক্ষার মাধ্যমে একটি কার্যকর অপটিক্যাল/নিউক্লীয় স্পিন ইন্টারফেস তৈরি করা সম্ভব হয়। এর ভিত্তিতে গবেষকরা পরবর্তীতে নিউক্লীয় স্পিন লেভেল অ্যাড্রেসিং, ফোটনের সুসংগত সঞ্চয় এবং প্রথম কোয়ান্টাম অপারেশন সম্পাদন করতে সক্ষম হন।
দক্ষ কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের জন্য সাধারণত একাধিক এনট্যাঙ্গলড কিউবিটের প্রয়োজন হয়। গবেষকরা দেখিয়েছেন যে, উপরোক্ত আণবিক স্ফটিকগুলিতে থাকা Eu³⁺ বিচ্যুত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের কাপলিংয়ের মাধ্যমে কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্ট অর্জন করতে পারে, যার ফলে কোয়ান্টাম তথ্য প্রক্রিয়াকরণ সম্ভব হয়। যেহেতু এই আণবিক স্ফটিকগুলিতে একাধিক বিরল মৃত্তিকা আয়ন থাকে, তাই তুলনামূলকভাবে উচ্চ কিউবিট ঘনত্ব অর্জন করা সম্ভব হয়।
কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের জন্য আরেকটি আবশ্যিক শর্ত হলো প্রতিটি কিউবিটের অ্যাড্রেসযোগ্যতা। এই গবেষণার অপটিক্যাল অ্যাড্রেসিং কৌশলটি পাঠের গতি বাড়াতে এবং সার্কিট সিগন্যালের হস্তক্ষেপ প্রতিরোধ করতে পারে। পূর্ববর্তী গবেষণার তুলনায়, এই গবেষণায় বর্ণিত Eu³⁺ আণবিক ক্রিস্টালের অপটিক্যাল কোহেরেন্স প্রায় হাজার গুণ উন্নত হয়েছে, যার ফলে নিউক্লীয় স্পিন অবস্থাগুলোকে একটি নির্দিষ্ট উপায়ে আলোকীয়ভাবে নিয়ন্ত্রণ করা সম্ভব হয়।
দূরবর্তী কোয়ান্টাম যোগাযোগের জন্য কোয়ান্টাম কম্পিউটার সংযোগ করতে দূর-দূরান্তে কোয়ান্টাম তথ্য বিতরণের ক্ষেত্রেও আলোক সংকেত উপযুক্ত। আলোক সংকেতকে উন্নত করার জন্য ফোটোনিক কাঠামোতে নতুন Eu³⁺ আণবিক স্ফটিক একীভূত করার বিষয়টি আরও বিবেচনা করা যেতে পারে। এই কাজটি কোয়ান্টাম ইন্টারনেটের ভিত্তি হিসেবে বিরল মৃত্তিকা অণু ব্যবহার করে এবং ভবিষ্যতের কোয়ান্টাম যোগাযোগ স্থাপত্যের দিকে একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ গ্রহণ করে।
পোস্ট করার সময়: ০২-জানুয়ারি-২০২৪