কোয়ান্টাম যোগাযোগ: অণু, বিরল পৃথিবী এবং অপটিক্যাল

কোয়ান্টাম তথ্য প্রযুক্তি কোয়ান্টাম মেকানিক্সের উপর ভিত্তি করে একটি নতুন তথ্য প্রযুক্তি, যা অন্তর্ভুক্ত শারীরিক তথ্য এনকোড করে, গণনা করে এবং প্রেরণ করেকোয়ান্টাম সিস্টেম। কোয়ান্টাম তথ্য প্রযুক্তির বিকাশ এবং প্রয়োগ আমাদের "কোয়ান্টাম যুগে" এনে দেবে এবং উচ্চতর কাজের দক্ষতা, আরও সুরক্ষিত যোগাযোগের পদ্ধতি এবং আরও সুবিধাজনক এবং সবুজ জীবনযাত্রা উপলব্ধি করবে।

কোয়ান্টাম সিস্টেমগুলির মধ্যে যোগাযোগের দক্ষতা আলোর সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করার দক্ষতার উপর নির্ভর করে। তবে, এমন কোনও উপাদান খুঁজে পাওয়া খুব কঠিন যা অপটিক্যালের কোয়ান্টাম বৈশিষ্ট্যের পুরো সুবিধা নিতে পারে।

সম্প্রতি, প্যারিসের ইনস্টিটিউট অফ কেমিস্ট্রি এবং কার্লসরুহে ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি -র একটি গবেষণা দল একসাথে অপটিকাল কোয়ান্টাম সিস্টেমে অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য বিরল আর্থ ইউরোপিয়াম আয়ন (ইইউএ +) এর উপর ভিত্তি করে একটি আণবিক স্ফটিকের সম্ভাবনা প্রদর্শন করেছে। তারা দেখতে পেল যে এই EU³ + আণবিক স্ফটিকটির অতি-ন্যারো লাইনউইথ নির্গমন আলোর সাথে দক্ষ মিথস্ক্রিয়া সক্ষম করে এবং এর মধ্যে গুরুত্বপূর্ণ মান রয়েছেকোয়ান্টাম যোগাযোগএবং কোয়ান্টাম কম্পিউটিং।

চিত্র 1: বিরল পৃথিবী ইউরোপিয়াম আণবিক স্ফটিকগুলির উপর ভিত্তি করে কোয়ান্টাম যোগাযোগ

কোয়ান্টাম রাজ্যগুলি সুপারমোজ করা যেতে পারে, সুতরাং কোয়ান্টাম তথ্য সুপারিপোজ করা যেতে পারে। একটি একক কুইট একই সাথে 0 এবং 1 এর মধ্যে বিভিন্ন রাজ্যের বিভিন্ন রাজ্যের প্রতিনিধিত্ব করতে পারে, যাতে ব্যাচগুলির সমান্তরালে ডেটা প্রক্রিয়া করা যায়। ফলস্বরূপ, কোয়ান্টাম কম্পিউটারের কম্পিউটিং শক্তি traditional তিহ্যবাহী ডিজিটাল কম্পিউটারের তুলনায় তাত্পর্যপূর্ণভাবে বৃদ্ধি পাবে। তবে, গণ্য অপারেশনগুলি সম্পাদন করার জন্য, কুইটসের সুপারপজিশনটি অবশ্যই সময়ের জন্য অবিচ্ছিন্নভাবে স্থির রাখতে সক্ষম হতে হবে। কোয়ান্টাম মেকানিক্সে, স্থিতিশীলতার এই সময়টি সংহতি আজীবন হিসাবে পরিচিত। জটিল অণুগুলির পারমাণবিক স্পিনগুলি দীর্ঘ শুকনো জীবনকাল সহ সুপারপজিশন রাজ্যগুলি অর্জন করতে পারে কারণ পারমাণবিক স্পিনগুলিতে পরিবেশের প্রভাব কার্যকরভাবে রক্ষা করা হয়।

বিরল পৃথিবী আয়ন এবং আণবিক স্ফটিক দুটি সিস্টেম যা কোয়ান্টাম প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত হয়েছে। বিরল পৃথিবী আয়নগুলির দুর্দান্ত অপটিক্যাল এবং স্পিন বৈশিষ্ট্য রয়েছে তবে সেগুলি একীভূত করা কঠিনঅপটিকাল ডিভাইস। আণবিক স্ফটিকগুলি সংহত করা সহজ, তবে স্পিন এবং আলোর মধ্যে একটি নির্ভরযোগ্য সংযোগ স্থাপন করা কঠিন কারণ নির্গমন ব্যান্ডগুলি খুব প্রশস্ত।

এই কাজে বিকশিত বিরল পৃথিবীর আণবিক স্ফটিকগুলি খুব সুন্দরভাবে উভয়ের সুবিধাগুলি একত্রিত করে, লেজার উত্তেজনার অধীনে, ইউইউ + পারমাণবিক স্পিন সম্পর্কে তথ্য বহনকারী ফোটনগুলি নির্গত করতে পারে। নির্দিষ্ট লেজার পরীক্ষাগুলির মাধ্যমে, একটি দক্ষ অপটিক্যাল/পারমাণবিক স্পিন ইন্টারফেস তৈরি করা যেতে পারে। এই ভিত্তিতে, গবেষকরা পারমাণবিক স্পিন স্তরের ঠিকানা, ফোটনের সুসংগত সঞ্চয় এবং প্রথম কোয়ান্টাম অপারেশন কার্যকর করার বিষয়টি আরও উপলব্ধি করেছিলেন।

দক্ষ কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের জন্য, একাধিক জড়িয়ে থাকা কুইটগুলি সাধারণত প্রয়োজন। গবেষকরা দেখিয়েছেন যে উপরের আণবিক স্ফটিকগুলিতে EU³ + বিপথগামী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের কাপলিংয়ের মাধ্যমে কোয়ান্টাম জড়িয়ে পড়া অর্জন করতে পারে, এইভাবে কোয়ান্টাম তথ্য প্রক্রিয়াকরণ সক্ষম করে। যেহেতু আণবিক স্ফটিকগুলিতে একাধিক বিরল পৃথিবী আয়ন রয়েছে, তুলনামূলকভাবে উচ্চ কুইট ঘনত্ব অর্জন করা যেতে পারে।

কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের জন্য আরেকটি প্রয়োজনীয়তা হ'ল পৃথক কুইটগুলির ঠিকানাযোগ্যতা। এই কাজের অপটিক্যাল ঠিকানা কৌশলটি পড়ার গতি উন্নত করতে পারে এবং সার্কিট সিগন্যালের হস্তক্ষেপ রোধ করতে পারে। পূর্ববর্তী গবেষণার সাথে তুলনা করে, এই কাজে রিপোর্ট করা EU³ + আণবিক স্ফটিকগুলির অপটিক্যাল সংহতি প্রায় এক হাজার গুণ দ্বারা উন্নত করা হয়, যাতে পারমাণবিক স্পিন রাষ্ট্রগুলি নির্দিষ্ট উপায়ে অপটিকভাবে ম্যানিপুলেট করা যায়।

অপটিক্যাল সংকেতগুলি দূরবর্তী কোয়ান্টাম যোগাযোগের জন্য কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলিকে সংযুক্ত করতে দীর্ঘ-দূরত্বের কোয়ান্টাম তথ্য বিতরণের জন্যও উপযুক্ত। আলোকিত সংকেত বাড়ানোর জন্য ফোটোনিক কাঠামোতে নতুন EU³ + আণবিক স্ফটিকগুলির সংহতকরণের জন্য আরও বিবেচনা দেওয়া যেতে পারে। এই কাজটি কোয়ান্টাম ইন্টারনেটের ভিত্তি হিসাবে বিরল পৃথিবী অণু ব্যবহার করে এবং ভবিষ্যতের কোয়ান্টাম যোগাযোগ স্থাপত্যের দিকে একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ গ্রহণ করে।