क्वांटम कंप्यूटिंग लंबे समय से उलझे हुए फोटोन को कुशलतापूर्वक उत्पन्न करने के लिए संघर्ष कर रही है, लेकिन शोधकर्ताओं की एक टीम ने मेटासर्फेस - फ्लैट, इंजीनियर संरचनाओं का उपयोग करके एक गेम-चेंजिंग विधि की खोज की है जो प्रकाश को नियंत्रित करती है। इन मेटासतहों का शोषण करके, वे उलझे हुए फोटॉन को पहले से कहीं अधिक आसानी से और कॉम्पैक्ट तरीके से उत्पन्न और हेरफेर कर सकते हैं। यह सफलता छोटे, अधिक शक्तिशाली क्वांटम कंप्यूटरों के लिए द्वार खोल सकती है और यहां तक कि क्वांटम नेटवर्क के लिए भी मार्ग प्रशस्त कर सकती है जो कई उपयोगकर्ताओं को उलझे हुए फोटॉन वितरित करते हैं।
वैज्ञानिकों ने क्वांटम कंप्यूटिंग और संचार को सरल बनाते हुए, उलझे हुए फोटॉन बनाने के लिए मेटासर्फेस का उपयोग करने का एक तरीका ढूंढ लिया है। (छोटी मेटासतहों के साथ मल्टीफोटोन उलझाव पैदा करना)।
क्वांटम सूचना प्रसंस्करण बड़ी मात्रा में डेटा को संसाधित करने के लिए कई फोटॉन के उलझाव पर निर्भर करता है। हालाँकि, इन उलझे हुए फोटॉनों को कुशलतापूर्वक कैसे बनाया जाए यह एक बड़ी चुनौती बनी हुई है। पारंपरिक तरीके या तो क्वांटम नॉनलाइनियर ऑप्टिकल प्रक्रियाओं का उपयोग करते हैं, जिन्हें बड़ी संख्या में फोटॉन तक विस्तारित करना मुश्किल होता है; या वे रैखिक बीम विभाजन और क्वांटम हस्तक्षेप का उपयोग करते हैं, जिसके लिए जटिल और नाजुक उपकरणों की आवश्यकता होती है और नुकसान और क्रॉसस्टॉक का खतरा होता है।
पेकिंग विश्वविद्यालय, दक्षिणी विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय और चीन के विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय की शोध टीमों ने हाल ही में इस क्षेत्र में सफलता हासिल की है। AdvancedPhotonicsNexus पत्रिका के अनुसार, उन्होंने मेटासर्फेस - अल्ट्रा-थिन इंजीनियर संरचनाओं का उपयोग करके एक नई तकनीक विकसित की है जो प्रकाश के चरण, आवृत्ति और ध्रुवीकरण को सटीक रूप से नियंत्रित कर सकती है। यह विधि एकल तत्व सतह पर मल्टी-फोटॉन उलझाव उत्पन्न कर सकती है, जिससे प्रक्रिया सरल और अधिक कुशल हो जाती है।
उनकी विधि विभिन्न कोणों से कई एकल फोटॉन को विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए ढाल तत्व सतह की ओर निर्देशित करती है। मेटासतह इन फोटॉनों में हेरफेर करती है ताकि वे क्वांटम तरीके से हस्तक्षेप करें, उलझी हुई फोटॉन स्थिति पैदा करें। यह तकनीक न केवल विभिन्न उलझी हुई अवस्थाएँ उत्पन्न कर सकती है, बल्कि कई उलझे हुए फोटॉन जोड़े को बड़े और अधिक जटिल फोटॉन समूहों में भी जोड़ सकती है। इसलिए, अधिक क्वांटम जानकारी को एक छोटी सी जगह में एन्कोड किया जा सकता है, जिससे संभावित रूप से क्वांटम कंप्यूटिंग और संचार प्रौद्योगिकियों के विकास को आगे बढ़ाया जा सकता है।
रिपोर्ट के संबंधित लेखक प्रोफेसर गु यिंग का मानना है कि यह नई विधि क्वांटम सूचना प्रसंस्करण पर एक नया दृष्टिकोण प्रदान करती है: "यह एक भूलभुलैया में शॉर्टकट ढूंढने जैसा है। एक जटिल ऑप्टिकल डिवाइस में ज़िगज़ैगिंग के बजाय, हम काम करने के लिए मेटा-सतह का उपयोग कर सकते हैं। उलझे हुए फोटॉन बनाने और हेरफेर करने की प्रक्रिया सरल और अधिक कॉम्पैक्ट हो जाती है। यह छोटे क्वांटम उपकरणों के निर्माण के लिए बहुत उपयुक्त है जिन्हें चिप पर स्थापित किया जा सकता है, और भविष्य के क्वांटम कंप्यूटिंग और संचार अनुप्रयोगों के लिए एक उत्कृष्ट समाधान है।"
मल्टीफोटोन एन्टैंगलमेंट उत्पन्न करने की इस नई विधि के साथ, कई क्वांटम अनुप्रयोगों को प्राप्त करना आसान हो सकता है। उदाहरण के लिए, मेटासर्फेस का उपयोग उलझे हुए फोटॉनों को उत्पन्न करने और उन्हें कई उपयोगकर्ताओं तक पहुंचाने के लिए किया जा सकता है, जिससे क्वांटम नेटवर्क की स्थापना में आसानी होती है। इसके अतिरिक्त, मेटासर्फेस अधिक फोटॉनों को संसाधित करने के लिए बिल्डिंग ब्लॉक्स के रूप में काम कर सकता है, जिससे संभावित रूप से लैपटॉप जितना छोटा क्वांटम कंप्यूटर विकसित करना संभव हो जाएगा। संभावनाएं रोमांचक हैं, और यह अध्ययन हमें उन्हें साकार करने के एक कदम और करीब लाता है।
/scitechdaily से संकलित