चीनी वैज्ञानिकों ने केवल 50 किमी से अधिक की Quantum Memories को उलझाया

वैज्ञानिकों ने फाइबर ऑप्टिक केबल के 50 किलोमीटर (31 मील) से अधिक दो क्वांटम यादें प्राप्त करने में कामयाबी हासिल की है, जो पिछले रिकॉर्ड से लगभग 40 गुना अधिक है।

 यह उपलब्धि एक सुपर-फास्ट, सुपर-सिक्योर क्वांटम इंटरनेट के विचार को अधिक प्रशंसनीय बनाती है।क्वांटम संचार क्वांटम उलझाव पर निर्भर करता है, या जिसे आइंस्टीन 'दूरी पर डरावना क्रिया' कहते हैं: जहां दो कण एक-दूसरे से जुड़े और एक-दूसरे पर निर्भर होते हैं, भले ही वे एक ही स्थान पर न हों।

 क्वांटम मेमोरी, क्वांटम क्लासिकल कंप्यूटिंग मेमोरी के बराबर है - क्वांटम जानकारी को स्टोर करने की क्षमता और इसे बाद के समय के लिए रखने की क्षमता - और अगर हम उस चरण में जा रहे हैं जहां क्वांटम कंप्यूटर वास्तव में व्यावहारिक और उपयोगी हैं, तो यह निश्चित मेमोरी काम कर रही है  एक महत्वपूर्ण हिस्सा है।

 यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी ऑफ चाइना के टीम लीडर जियान-वी पैन ने ऑस्ट्रेलियाई ब्रॉडकास्टिंग कॉर्पोरेशन को बताया, "इस पेपर का मुख्य महत्व क्वांटम यादों के बीच [ऑप्टिकल] फाइबर में उलझी हुई दूरी को शहर के पैमाने पर फैलाना है।"

 जहां तक ​​फोटॉन (प्रकाश) कण उलझाव चला जाता है, हमने अतीत में बड़ी दूरी पर खाली स्थान और ऑप्टिक फाइबर पर इसे प्रबंधित किया है, लेकिन क्वांटम मेमोरी को जोड़ने से प्रक्रिया बहुत अधिक जटिल हो जाती है।  शोधकर्ताओं का सुझाव है कि इसके लिए एक अलग प्रकार का दृष्टिकोण बेहतर हो सकता है: लगातार नोड्स पर परमाणु-फोटॉन उलझाव - जहां परमाणु नोड्स होते हैं और फोटॉन संदेशों को प्रसारित करते हैं।
 दूसरे शब्दों में, फोटॉन एक मोड़ के साथ उलझता है, जहां अतिरिक्त दक्षता, विश्वसनीयता और स्थिरता का उत्पादन करने के लिए परमाणु पदार्थ को मिश्रण में जोड़ा जाता है।

 नोड्स के सही नेटवर्क के साथ, यह केवल फोटॉन का उपयोग करके शुद्ध क्वांटम उलझाव की तुलना में क्वांटम इंटरनेट को बेहतर नींव प्रदान कर सकता है।

 इस प्रयोग में, क्वांटम मेमोरी के लिए दो भंडारण इकाइयाँ एक कम ऊर्जा वाली अवस्था में रुबिडियम परमाणु को ठंडा कर दिया गया।  उलझे हुए फोटोन के साथ युग्मित होने पर, वे प्रत्येक उलझी हुई प्रणाली का हिस्सा बन जाते हैं।

 दुर्भाग्य से अधिक से अधिक एक फोटॉन को परमाणुओं के बीच जाने के लिए जितनी अधिक लंबाई की आवश्यकता होती है, उतना ही अधिक जोखिम उस प्रणाली के परेशान होने का होता है, यही कारण है कि यह नया रिकॉर्ड इतना प्रभावशाली है।

 दूरी में भारी सुधार की कुंजी गुहा वृद्धि नामक एक तकनीक थी, जो उलझाव के दौरान फोटोन युग्मन हानि को कम करने के लिए काम करती है।

 सरल शब्दों में, यह क्वांटम मेमोरी परमाणुओं को विशेष छल्ले में रखकर काम करता है, इससे यादृच्छिक शोर कम हो जाता है जो मेमोरी को बाधित और नष्ट कर सकता है।  गुहा में क्वांटम जानकारी की पुनर्प्राप्ति को बढ़ाने का अतिरिक्त बोनस है।
 गुहा वृद्धि द्वारा निर्मित युग्मित परमाणु और फोटोन नोड बनाते हैं।  और फोटॉनों को तब वैज्ञानिकों द्वारा दूरसंचार नेटवर्क में संचारित करने के लिए उपयुक्त आवृत्ति में परिवर्तित किया गया था - इस मामले में एक दूरसंचार नेटवर्क एक शहर का आकार।

 पैन की टीम ने 2017 में 1,200 किमी (750 मील) की दूरी पर एक उपग्रह और पृथ्वी के बीच उलझे हुए फोटॉनों को प्रसारित करने से पहले एक क्वांटम उलझाव रिकॉर्ड बनाया है। यह उपग्रह प्रणाली अंतरिक्ष में अच्छी तरह से काम करती है, लेकिन सभी हस्तक्षेप के साथ पृथ्वी के वातावरण में फाइबर ऑप्टिक  केबल सिग्नल के नुकसान को कम कर सकते हैं।

 इस प्रयोग में, परमाणुओं के नोड्स एक ही प्रयोगशाला में थे, लेकिन फोटॉन को अभी भी 50 किमी से अधिक खींचते हुए केबलों में यात्रा करना था।  वास्तव में परमाणुओं को अलग करने में चुनौतियां हैं, लेकिन अवधारणा का प्रमाण है।

 "प्रकाशित प्रगति के बावजूद, वर्तमान में दो नोड्स के बीच प्राप्त अधिकतम भौतिक पृथक्करण 1.3 किलोमीटर [0.8 मील] है, और लंबी दूरी के लिए चुनौतियां बनी हुई हैं," शोधकर्ताओं ने अपने प्रकाशित पेपर में बताया।

 "हमारा प्रयोग समान दूरी तक शारीरिक रूप से अलग नोड्स के लिए बढ़ाया जा सकता है, जो इस प्रकार परमाणु क्वांटम नेटवर्क के एक कार्यात्मक खंड का निर्माण करेगा, जिससे कई नोड्स और अधिक लंबी दूरी पर परमाणु उलझाव की स्थापना का मार्ग प्रशस्त होगा।"

 जब चीजें वास्तव में दिलचस्प हो जाएंगी।  जबकि क्वांटम यादें शास्त्रीय भौतिकी में कंप्यूटर मेमोरी के बराबर हो सकती हैं, क्वांटम संस्करण को और अधिक करने में सक्षम होना चाहिए - तेजी से समय में अधिक जानकारी को संसाधित करना, और हमारे वर्तमान कंप्यूटरों से परे conundrums को हल करना।

 जहां तक ​​उस डेटा को संप्रेषित करने की बात है, क्वांटम तकनीक ने ट्रांसमिशन गति में सुधार करने और खुद भौतिकी के नियमों का उपयोग करके डेटा ट्रांसफ़र को सुरक्षित करने का वादा किया है - बशर्ते हम इसे लंबी दूरी पर विश्वसनीय तरीके से काम कर सकें।

 "एक क्वांटम इंटरनेट जो दूरस्थ क्वांटम प्रोसेसर को जोड़ता है, को कई क्रांतिकारी अनुप्रयोगों जैसे वितरित क्वांटम कंप्यूटिंग को सक्षम करना चाहिए," शोधकर्ताओं ने अपने प्रकाशित पेपर में लिखा है।  "इसकी प्राप्ति लंबी दूरी पर दूरस्थ क्वांटम यादों के उलझने पर निर्भर करेगी।"