কোয়ান্টামের প্রয়োগমাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্স প্রযুক্তি
দুর্বল সংকেত সনাক্তকরণ
কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্স প্রযুক্তির সবচেয়ে সম্ভাবনাময় প্রয়োগগুলোর মধ্যে একটি হলো অত্যন্ত দুর্বল মাইক্রোওয়েভ/আরএফ সংকেত শনাক্তকরণ। একক ফোটন শনাক্তকরণ পদ্ধতি ব্যবহারের মাধ্যমে, এই সিস্টেমগুলো প্রচলিত পদ্ধতির চেয়ে অনেক বেশি সংবেদনশীল। উদাহরণস্বরূপ, গবেষকরা এমন একটি কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক সিস্টেম প্রদর্শন করেছেন যা কোনো ইলেকট্রনিক বিবর্ধন ছাড়াই -১১২.৮ ডিবিএম-এর মতো নিম্ন সংকেত শনাক্ত করতে পারে। এই অতি-উচ্চ সংবেদনশীলতা এটিকে গভীর মহাকাশ যোগাযোগের মতো প্রয়োগের জন্য আদর্শ করে তোলে।
মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্সসংকেত প্রক্রিয়াকরণ
কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্স ফেজ শিফটিং এবং ফিল্টারিং-এর মতো উচ্চ-ব্যান্ডউইথ সিগন্যাল প্রসেসিং ফাংশনও বাস্তবায়ন করে। একটি ডিসপারসিভ অপটিক্যাল এলিমেন্ট ব্যবহার করে এবং আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য সামঞ্জস্য করে, গবেষকরা দেখিয়েছেন যে ৮ গিগাহার্টজ পর্যন্ত আরএফ ফেজ শিফট এবং ৮ গিগাহার্টজ পর্যন্ত আরএফ ফিল্টারিং ব্যান্ডউইথ অর্জন করা সম্ভব। গুরুত্বপূর্ণভাবে, এই সমস্ত বৈশিষ্ট্য ৩ গিগাহার্টজ ইলেকট্রনিক্স ব্যবহার করে অর্জন করা হয়েছে, যা প্রমাণ করে যে এর কার্যক্ষমতা প্রচলিত ব্যান্ডউইথের সীমা অতিক্রম করে।
অস্থানীয় কম্পাঙ্ক থেকে সময় ম্যাপিং
কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্টের একটি আকর্ষণীয় ক্ষমতা হলো নন-লোকাল ফ্রিকোয়েন্সিকে সময়ে ম্যাপ করা। এই কৌশলটি একটি কন্টিনিউয়াস-ওয়েভ পাম্পড সিঙ্গেল-ফোটন উৎসের স্পেকট্রামকে একটি দূরবর্তী স্থানের টাইম ডোমেইনে ম্যাপ করতে পারে। এই সিস্টেমে এনট্যাঙ্গলড ফোটন জোড়া ব্যবহার করা হয়, যেখানে একটি রশ্মি স্পেকট্রাল ফিল্টারের মধ্য দিয়ে এবং অন্যটি একটি ডিসপারসিভ এলিমেন্টের মধ্য দিয়ে যায়। এনট্যাঙ্গলড ফোটনগুলির ফ্রিকোয়েন্সি নির্ভরতার কারণে, স্পেকট্রাল ফিল্টারিং মোডটি নন-লোকালি টাইম ডোমেইনে ম্যাপ হয়।
চিত্র ১ এই ধারণাটি ব্যাখ্যা করে:
এই পদ্ধতিতে পরিমাপকৃত আলোক উৎসকে সরাসরি পরিবর্তন না করেই নমনীয় বর্ণালী পরিমাপ করা যায়।
সংকুচিত সংবেদন
কোয়ান্টামমাইক্রোওয়েভ অপটিক্যালএই প্রযুক্তি ব্রডব্যান্ড সংকেতের কম্প্রেসড সেন্সিংয়ের জন্য একটি নতুন পদ্ধতিও প্রদান করে। কোয়ান্টাম ডিটেকশনের অন্তর্নিহিত র্যান্ডমনেস ব্যবহার করে গবেষকরা একটি কোয়ান্টাম কম্প্রেসড সেন্সিং সিস্টেম প্রদর্শন করেছেন যা পুনরুদ্ধার করতে সক্ষম।১০ গিগাহার্টজ আরএফবর্ণালী। সিস্টেমটি সুসংগত ফোটনের পোলারাইজেশন অবস্থা অনুযায়ী আরএফ সংকেতকে মডুলেট করে। এরপর একক-ফোটন শনাক্তকরণ কম্প্রেসড সেন্সিং-এর জন্য একটি স্বাভাবিক র্যান্ডম পরিমাপ ম্যাট্রিক্স প্রদান করে। এইভাবে, ইয়ার্নিকুইস্ট স্যাম্পলিং হারে ব্রডব্যান্ড সংকেত পুনরুদ্ধার করা যায়।
কোয়ান্টাম কী বিতরণ
প্রচলিত মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক অ্যাপ্লিকেশনগুলোকে উন্নত করার পাশাপাশি, কোয়ান্টাম প্রযুক্তি কোয়ান্টাম কী ডিস্ট্রিবিউশন (QKD)-এর মতো কোয়ান্টাম যোগাযোগ ব্যবস্থাকেও উন্নত করতে পারে। গবেষকরা একটি কোয়ান্টাম কী ডিস্ট্রিবিউশন (QKD) সিস্টেমে মাইক্রোওয়েভ ফোটনগুলোকে সাবক্যারিয়ারে মাল্টিপ্লেক্স করার মাধ্যমে সাবক্যারিয়ার মাল্টিপ্লেক্স কোয়ান্টাম কী ডিস্ট্রিবিউশন (SCM-QKD) প্রদর্শন করেছেন। এটি আলোর একটিমাত্র তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ওপর দিয়ে একাধিক স্বাধীন কোয়ান্টাম কী প্রেরণের সুযোগ দেয়, যার ফলে স্পেকট্রাল দক্ষতা বৃদ্ধি পায়।
চিত্র ২-এ ডুয়াল-ক্যারিয়ার SCM-QKD সিস্টেমের ধারণা এবং পরীক্ষামূলক ফলাফল দেখানো হয়েছে:
যদিও কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্স প্রযুক্তি সম্ভাবনাময়, তবুও কিছু প্রতিবন্ধকতা রয়ে গেছে:
১. সীমিত রিয়েল-টাইম সক্ষমতা: বর্তমান সিস্টেমটির সিগন্যাল পুনর্গঠন করতে অনেক বেশি সঞ্চয় সময়ের প্রয়োজন হয়।
২. আকস্মিক/একক সংকেত নিয়ে কাজ করার অসুবিধা: পুনর্গঠনের পরিসংখ্যানগত প্রকৃতি এটিকে কেবল পুনরাবৃত্তিহীন সংকেতের ক্ষেত্রেই প্রয়োগযোগ্য করে তোলে।
৩. প্রকৃত মাইক্রোওয়েভ তরঙ্গাকৃতিতে রূপান্তর: পুনর্গঠিত হিস্টোগ্রামকে একটি ব্যবহারযোগ্য তরঙ্গাকৃতিতে রূপান্তর করার জন্য অতিরিক্ত পদক্ষেপের প্রয়োজন।
৪. ডিভাইসের বৈশিষ্ট্য: সমন্বিত সিস্টেমে কোয়ান্টাম ও মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক ডিভাইসের আচরণ সম্পর্কে আরও গবেষণা প্রয়োজন।
৫. সমন্বয়: আজকের অধিকাংশ সিস্টেমে বিশাল আকারের বিচ্ছিন্ন উপাদান ব্যবহার করা হয়।
এই প্রতিবন্ধকতাগুলো মোকাবেলা করতে এবং ক্ষেত্রটিকে এগিয়ে নিয়ে যেতে বেশ কিছু সম্ভাবনাময় গবেষণার দিক উন্মোচিত হচ্ছে:
১. রিয়েল-টাইম সিগন্যাল প্রসেসিং এবং একক শনাক্তকরণের জন্য নতুন পদ্ধতি উদ্ভাবন করা।
২. উচ্চ সংবেদনশীলতা ব্যবহার করে এমন নতুন প্রয়োগক্ষেত্র অন্বেষণ করুন, যেমন তরল মাইক্রোস্ফিয়ার পরিমাপ।
৩. আকার ও জটিলতা হ্রাসের লক্ষ্যে সমন্বিত ফোটন ও ইলেকট্রনের বাস্তবায়ন সাধন করা।
৪. সমন্বিত কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক সার্কিটে বর্ধিত আলো-পদার্থের মিথস্ক্রিয়া নিয়ে অধ্যয়ন করুন।
৫. কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়েভ ফোটন প্রযুক্তিকে অন্যান্য উদীয়মান কোয়ান্টাম প্রযুক্তির সাথে সমন্বয় করুন।
পোস্ট করার সময়: ০২-সেপ্টেম্বর-২০২৪