কোয়ান্টামের প্রয়োগমাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্স প্রযুক্তি
দুর্বল সংকেত সনাক্তকরণ
কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্স প্রযুক্তির সবচেয়ে আশাব্যঞ্জক প্রয়োগগুলির মধ্যে একটি হল অত্যন্ত দুর্বল মাইক্রোওয়েভ/আরএফ সংকেত সনাক্তকরণ। একক ফোটন সনাক্তকরণ ব্যবহার করে, এই সিস্টেমগুলি ঐতিহ্যবাহী পদ্ধতির তুলনায় অনেক বেশি সংবেদনশীল। উদাহরণস্বরূপ, গবেষকরা একটি কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক সিস্টেম প্রদর্শন করেছেন যা কোনও ইলেকট্রনিক পরিবর্ধন ছাড়াই -112.8 dBm পর্যন্ত কম সংকেত সনাক্ত করতে পারে। এই অতি-উচ্চ সংবেদনশীলতা এটিকে গভীর স্থান যোগাযোগের মতো অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আদর্শ করে তোলে।
মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্সসংকেত প্রক্রিয়াকরণ
কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্স উচ্চ-ব্যান্ডউইথ সিগন্যাল প্রক্রিয়াকরণ ফাংশন যেমন ফেজ শিফটিং এবং ফিল্টারিংও প্রয়োগ করে। একটি বিচ্ছুরিত অপটিক্যাল উপাদান ব্যবহার করে এবং আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য সামঞ্জস্য করে, গবেষকরা প্রমাণ করেছেন যে RF ফেজ 8 GHz পর্যন্ত স্থানান্তরিত হয় RF ফিল্টারিং ব্যান্ডউইথ 8 GHz পর্যন্ত। গুরুত্বপূর্ণভাবে, এই বৈশিষ্ট্যগুলি 3 GHz ইলেকট্রনিক্স ব্যবহার করে অর্জন করা হয়, যা দেখায় যে কর্মক্ষমতা ঐতিহ্যবাহী ব্যান্ডউইথ সীমা অতিক্রম করে।
অ-স্থানীয় ফ্রিকোয়েন্সি থেকে সময় ম্যাপিং
কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্টের মাধ্যমে সৃষ্ট একটি আকর্ষণীয় ক্ষমতা হল অ-স্থানীয় ফ্রিকোয়েন্সি সময়ের সাথে ম্যাপিং করা। এই কৌশলটি একটি দূরবর্তী স্থানে একটি সময় ডোমেইনে একটি অবিচ্ছিন্ন-তরঙ্গ পাম্প করা একক-ফোটন উৎসের বর্ণালী ম্যাপ করতে পারে। সিস্টেমটি এনট্যাঙ্গলড ফোটন জোড়া ব্যবহার করে যার মধ্যে একটি রশ্মি একটি বর্ণালী ফিল্টারের মধ্য দিয়ে যায় এবং অন্যটি একটি বিচ্ছুরক উপাদানের মধ্য দিয়ে যায়। এনট্যাঙ্গলড ফোটনের ফ্রিকোয়েন্সি নির্ভরতার কারণে, বর্ণালী ফিল্টারিং মোডটি সময় ডোমেইনের সাথে স্থানীয়ভাবে ম্যাপ করা হয় না।
চিত্র ১ এই ধারণাটি তুলে ধরে:
এই পদ্ধতিটি পরিমাপ করা আলোর উৎসকে সরাসরি হেরফের না করেই নমনীয় বর্ণালী পরিমাপ অর্জন করতে পারে।
সংকুচিত সেন্সিং
কোয়ান্টামমাইক্রোওয়েভ অপটিক্যালপ্রযুক্তি ব্রডব্যান্ড সংকেতের সংকুচিত সংবেদনের জন্য একটি নতুন পদ্ধতিও প্রদান করে। কোয়ান্টাম সনাক্তকরণের অন্তর্নিহিত এলোমেলোতা ব্যবহার করে, গবেষকরা একটি কোয়ান্টাম সংকুচিত সংবেদন ব্যবস্থা প্রদর্শন করেছেন যা পুনরুদ্ধার করতে সক্ষম১০ গিগাহার্জ আরএফস্পেকট্রা। সিস্টেমটি RF সিগন্যালকে কোহেরেন্ট ফোটনের পোলারাইজেশন অবস্থায় পরিবর্তন করে। এরপর একক-ফোটন সনাক্তকরণ সংকুচিত সংবেদনের জন্য একটি প্রাকৃতিক র্যান্ডম পরিমাপ ম্যাট্রিক্স প্রদান করে। এইভাবে, ইয়ার্নিকুইস্ট স্যাম্পলিং হারে ব্রডব্যান্ড সিগন্যাল পুনরুদ্ধার করা যেতে পারে।
কোয়ান্টাম কী বিতরণ
ঐতিহ্যবাহী মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে উন্নত করার পাশাপাশি, কোয়ান্টাম প্রযুক্তি কোয়ান্টাম কী ডিস্ট্রিবিউশন (QKD) এর মতো কোয়ান্টাম যোগাযোগ ব্যবস্থাকেও উন্নত করতে পারে। গবেষকরা মাইক্রোওয়েভ ফোটন সাবক্যারিয়ারকে একটি কোয়ান্টাম কী ডিস্ট্রিবিউশন (QKD) সিস্টেমে মাল্টিপ্লেক্স করে সাবক্যারিয়ার মাল্টিপ্লেক্স কোয়ান্টাম কী ডিস্ট্রিবিউশন (SCM-QKD) প্রদর্শন করেছেন। এটি একাধিক স্বাধীন কোয়ান্টাম কীকে আলোর একক তরঙ্গদৈর্ঘ্যের উপর প্রেরণ করতে দেয়, যার ফলে বর্ণালী দক্ষতা বৃদ্ধি পায়।
চিত্র ২ ডুয়াল-ক্যারিয়ার SCM-QKD সিস্টেমের ধারণা এবং পরীক্ষামূলক ফলাফল দেখায়:
যদিও কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্স প্রযুক্তি আশাব্যঞ্জক, তবুও কিছু চ্যালেঞ্জ রয়েছে:
১. সীমিত রিয়েল-টাইম ক্ষমতা: বর্তমান সিস্টেমে সিগন্যাল পুনর্গঠনের জন্য প্রচুর সময় প্রয়োজন।
২. বিস্ফোরণ/একক সংকেত মোকাবেলায় অসুবিধা: পুনর্গঠনের পরিসংখ্যানগত প্রকৃতি পুনরাবৃত্তি না করা সংকেতের ক্ষেত্রে এর প্রযোজ্যতা সীমিত করে।
৩. একটি বাস্তব মাইক্রোওয়েভ তরঙ্গরূপে রূপান্তর: পুনর্গঠিত হিস্টোগ্রামকে একটি ব্যবহারযোগ্য তরঙ্গরূপে রূপান্তর করার জন্য অতিরিক্ত পদক্ষেপের প্রয়োজন।
৪. ডিভাইসের বৈশিষ্ট্য: সম্মিলিত সিস্টেমে কোয়ান্টাম এবং মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক ডিভাইসের আচরণ সম্পর্কে আরও অধ্যয়ন প্রয়োজন।
৫. ইন্টিগ্রেশন: আজকাল বেশিরভাগ সিস্টেমে বিশাল বিচ্ছিন্ন উপাদান ব্যবহার করা হয়।
এই চ্যালেঞ্জগুলি মোকাবেলা এবং ক্ষেত্রটিকে এগিয়ে নেওয়ার জন্য, বেশ কয়েকটি আশাব্যঞ্জক গবেষণার দিকনির্দেশনা উদ্ভূত হচ্ছে:
১. রিয়েল-টাইম সিগন্যাল প্রক্রিয়াকরণ এবং একক সনাক্তকরণের জন্য নতুন পদ্ধতি বিকাশ করুন।
2. তরল মাইক্রোস্ফিয়ার পরিমাপের মতো উচ্চ সংবেদনশীলতা ব্যবহার করে এমন নতুন অ্যাপ্লিকেশনগুলি অন্বেষণ করুন।
৩. আকার এবং জটিলতা কমাতে সমন্বিত ফোটন এবং ইলেকট্রনের উপলব্ধি অনুসরণ করুন।
৪. সমন্বিত কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক সার্কিটে বর্ধিত আলোক-পদার্থের মিথস্ক্রিয়া অধ্যয়ন করুন।
৫. অন্যান্য উদীয়মান কোয়ান্টাম প্রযুক্তির সাথে কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটন প্রযুক্তি একত্রিত করুন।
পোস্টের সময়: সেপ্টেম্বর-০২-২০২৪