কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্স প্রযুক্তির প্রয়োগ

কোয়ান্টাম প্রয়োগমাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্স প্রযুক্তি

দুর্বল সংকেত সনাক্তকরণ
কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্স প্রযুক্তির সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে একটি হল অত্যন্ত দুর্বল মাইক্রোওয়েভ/আরএফ সংকেত সনাক্ত করা। একক ফোটন সনাক্তকরণ ব্যবহার করে, এই সিস্টেমগুলি ঐতিহ্যগত পদ্ধতির তুলনায় অনেক বেশি সংবেদনশীল। উদাহরণস্বরূপ, গবেষকরা একটি কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক সিস্টেম প্রদর্শন করেছেন যা কোনো ইলেকট্রনিক পরিবর্ধন ছাড়াই -112.8 dBm এর মতো কম সংকেত সনাক্ত করতে পারে। এই অতি-উচ্চ সংবেদনশীলতা এটিকে গভীর স্থান যোগাযোগের মতো অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আদর্শ করে তোলে।

মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্সসংকেত প্রক্রিয়াকরণ
কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফটোনিক্স উচ্চ-ব্যান্ডউইথ সিগন্যাল প্রসেসিং ফাংশন যেমন ফেজ শিফটিং এবং ফিল্টারিং প্রয়োগ করে। একটি বিচ্ছুরিত অপটিক্যাল উপাদান ব্যবহার করে এবং আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য সামঞ্জস্য করে, গবেষকরা প্রমাণ করেছেন যে RF ফেজ 8 GHz পর্যন্ত RF ফিল্টারিং ব্যান্ডউইথ 8 GHz পর্যন্ত স্থানান্তরিত হয়। গুরুত্বপূর্ণভাবে, এই সমস্ত বৈশিষ্ট্যগুলি 3 GHz ইলেকট্রনিক্স ব্যবহার করে অর্জন করা হয়, যা দেখায় যে কর্মক্ষমতা ঐতিহ্যগত ব্যান্ডউইথ সীমা ছাড়িয়ে গেছে

সময় ম্যাপিং থেকে অ-স্থানীয় ফ্রিকোয়েন্সি
কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্টের মাধ্যমে আনা একটি আকর্ষণীয় ক্ষমতা হ'ল অ-স্থানীয় ফ্রিকোয়েন্সি সময়ের ম্যাপিং। এই কৌশলটি দূরবর্তী অবস্থানে একটি টাইম ডোমেনে একটি অবিচ্ছিন্ন-তরঙ্গ পাম্প করা একক-ফোটন উত্সের বর্ণালী ম্যাপ করতে পারে। সিস্টেমটি আটকানো ফোটন জোড়া ব্যবহার করে যার মধ্যে একটি মরীচি একটি বর্ণালী ফিল্টারের মধ্য দিয়ে যায় এবং অন্যটি একটি বিচ্ছুরিত উপাদানের মধ্য দিয়ে যায়। আটকানো ফোটনের ফ্রিকোয়েন্সি নির্ভরতার কারণে, বর্ণালী ফিল্টারিং মোড স্থানীয়ভাবে টাইম ডোমেনে ম্যাপ করা হয় না।
চিত্র 1 এই ধারণাটি ব্যাখ্যা করে:

এই পদ্ধতিটি সরাসরি পরিমাপ করা আলোর উত্সকে হেরফের না করে নমনীয় বর্ণালী পরিমাপ অর্জন করতে পারে।

সংকুচিত সেন্সিং
কোয়ান্টামমাইক্রোওয়েভ অপটিক্যালপ্রযুক্তি ব্রডব্যান্ড সংকেত সংকুচিত সেন্সিং জন্য একটি নতুন পদ্ধতি প্রদান করে. কোয়ান্টাম সনাক্তকরণের অন্তর্নিহিত এলোমেলোতা ব্যবহার করে, গবেষকরা পুনরুদ্ধার করতে সক্ষম একটি কোয়ান্টাম সংকুচিত সেন্সিং সিস্টেম প্রদর্শন করেছেন10 GHz RFবর্ণালী সিস্টেমটি সুসংগত ফোটনের মেরুকরণ অবস্থায় RF সংকেতকে মডিউল করে। একক-ফোটন সনাক্তকরণ তারপর সংকুচিত সেন্সিংয়ের জন্য একটি প্রাকৃতিক র্যান্ডম পরিমাপ ম্যাট্রিক্স প্রদান করে। এইভাবে, ব্রডব্যান্ড সংকেত ইয়ার্নিকুইস্ট স্যাম্পলিং হারে পুনরুদ্ধার করা যেতে পারে।

কোয়ান্টাম কী বিতরণ
ঐতিহ্যগত মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে উন্নত করার পাশাপাশি, কোয়ান্টাম প্রযুক্তি কোয়ান্টাম কী বন্টন (QKD) এর মতো কোয়ান্টাম যোগাযোগ ব্যবস্থা উন্নত করতে পারে। গবেষকরা কোয়ান্টাম কী ডিস্ট্রিবিউশন (কিউকেডি) সিস্টেমে মাইক্রোওয়েভ ফোটন সাবক্যারিয়ার মাল্টিপ্লেক্সিং করে সাবক্যারিয়ার মাল্টিপ্লেক্স কোয়ান্টাম কী ডিস্ট্রিবিউশন (এসসিএম-কিউকেডি) প্রদর্শন করেছেন। এটি একাধিক স্বাধীন কোয়ান্টাম কীগুলিকে আলোর একক তরঙ্গদৈর্ঘ্যের উপর প্রেরণ করার অনুমতি দেয়, যার ফলে বর্ণালী দক্ষতা বৃদ্ধি পায়।
চিত্র 2 ডুয়াল-ক্যারিয়ার SCM-QKD সিস্টেমের ধারণা এবং পরীক্ষামূলক ফলাফল দেখায়:

যদিও কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্স প্রযুক্তি প্রতিশ্রুতিশীল, তবুও কিছু চ্যালেঞ্জ রয়েছে:
1. সীমিত রিয়েল-টাইম ক্ষমতা: বর্তমান সিস্টেমে সিগন্যাল পুনর্গঠনের জন্য প্রচুর পরিমাণে জমার সময় প্রয়োজন।
2. বিস্ফোরণ/একক সংকেতের সাথে মোকাবিলা করতে অসুবিধা: পুনর্গঠনের পরিসংখ্যানগত প্রকৃতি অ-পুনরাবৃত্তি সংকেতের ক্ষেত্রে এর প্রযোজ্যতা সীমিত করে।
3. একটি বাস্তব মাইক্রোওয়েভ ওয়েভফর্মে রূপান্তর করুন: পুনর্গঠিত হিস্টোগ্রামকে একটি ব্যবহারযোগ্য তরঙ্গরূপে রূপান্তর করতে অতিরিক্ত পদক্ষেপ প্রয়োজন।
4. ডিভাইসের বৈশিষ্ট্য: সম্মিলিত সিস্টেমে কোয়ান্টাম এবং মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক ডিভাইসের আচরণের আরও অধ্যয়ন প্রয়োজন।
5. ইন্টিগ্রেশন: বেশিরভাগ সিস্টেম আজ বিশাল বিযুক্ত উপাদান ব্যবহার করে।

এই চ্যালেঞ্জগুলি মোকাবেলা করতে এবং ক্ষেত্রকে এগিয়ে নেওয়ার জন্য, বেশ কয়েকটি প্রতিশ্রুতিবদ্ধ গবেষণা দিক উদ্ভূত হচ্ছে:
1. রিয়েল-টাইম সিগন্যাল প্রক্রিয়াকরণ এবং একক সনাক্তকরণের জন্য নতুন পদ্ধতিগুলি বিকাশ করুন।
2. নতুন অ্যাপ্লিকেশনগুলি অন্বেষণ করুন যা উচ্চ সংবেদনশীলতা ব্যবহার করে, যেমন তরল মাইক্রোস্ফিয়ার পরিমাপ।
3. আকার এবং জটিলতা কমাতে সমন্বিত ফোটন এবং ইলেকট্রনের উপলব্ধি অনুসরণ করুন।
4. ইন্টিগ্রেটেড কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক সার্কিটে বর্ধিত আলো-বস্তুর মিথস্ক্রিয়া অধ্যয়ন করুন।
5. কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটন প্রযুক্তিকে অন্যান্য উদীয়মান কোয়ান্টাম প্রযুক্তির সাথে একত্রিত করুন।