वारसॉ विश्वविद्यालय के भौतिकी विभाग के शोधकर्ताओं ने, क्यूओटी सेंटर फॉर क्वांटम ऑप्टिक्स टेक्नोलॉजी के विशेषज्ञों के सहयोग से, एक अभिनव तकनीक का बीड़ा उठाया है जो क्वांटम मेमोरी का उपयोग करके प्रकाश दालों के आंशिक फूरियर परिवर्तन को करने की अनुमति देता है। यह उपलब्धि दुनिया भर में अनूठी है, क्योंकि टीम ऐसी प्रणाली में प्रयोगात्मक रूप से उपरोक्त परिवर्तन हासिल करने वाली पहली टीम है।
शोध के परिणाम प्रसिद्ध पत्रिका "फिजिकल रिव्यू लेटर्स" में प्रकाशित हुए थे। अपने काम में, छात्रों ने डबल लाइट पल्स का उपयोग करके आंशिक फूरियर परिवर्तनों के कार्यान्वयन का परीक्षण किया, जिसे "श्रोडिंगर की बिल्ली" राज्यों के रूप में भी जाना जाता है।
तरंग (प्रकाश की तरह) के अपने गुण होते हैं - पल्स अवधि और आवृत्ति (प्रकाश के मामले में, उसके रंग के अनुरूप)। यह पता चलता है कि ये गुण फूरियर ट्रांसफॉर्म नामक एक ऑपरेशन के माध्यम से एक दूसरे से संबंधित हैं, जो समय के संदर्भ में तरंग का वर्णन करने से लेकर आवृत्ति के संदर्भ में तरंग स्पेक्ट्रम का वर्णन करने तक स्विच करता है।
फ्रैक्शनल फूरियर ट्रांसफॉर्म फूरियर ट्रांसफॉर्म का एक सामान्यीकरण है जो तरंग के समय भाग का वर्णन करने से लेकर तरंग की आवृत्ति का वर्णन करने तक संक्रमण की अनुमति देता है। सहज रूप से, इसे समय-आवृत्ति डोमेन में एक निश्चित कोण द्वारा विचाराधीन सिग्नल के वितरण (उदाहरण के लिए, समय-आवधिक विग्नर फ़ंक्शन) को घुमाने के रूप में समझा जा सकता है।
इस प्रकार का परिवर्तन विशेष वर्णक्रमीय-अस्थायी फिल्टर को डिजाइन करने में बहुत उपयोगी साबित हुआ है जो न केवल शोर को दूर करता है बल्कि एल्गोरिदम भी बनाता है जो पारंपरिक तरीकों की तुलना में विभिन्न आवृत्तियों की दालों को अधिक सटीक रूप से अलग करने के लिए प्रकाश की क्वांटम गुणों का फायदा उठाता है। यह स्पेक्ट्रोस्कोपी के क्षेत्र में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जो पदार्थों के रासायनिक गुणों और दूरसंचार का अध्ययन करने में मदद करता है, जिसके लिए उच्च परिशुद्धता, उच्च गति संचरण और सूचना के प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है।
एक साधारण कांच का लेंस अपने ऊपर पड़ने वाले एकवर्णी प्रकाश किरण को लगभग एक बिंदु (फोकल बिंदु) पर केंद्रित करने में सक्षम होता है। लेंस पर प्रकाश के आपतन कोण को बदलने से फोकस की स्थिति बदल जाएगी। यह आपतन के कोण को स्थिति में परिवर्तित करता है, दिशा और स्थिति स्थान में समान फूरियर परिवर्तन प्राप्त करता है। विवर्तन झंझरी पर आधारित क्लासिक स्पेक्ट्रोमीटर प्रकाश की तरंग दैर्ध्य जानकारी को स्थितीय जानकारी में परिवर्तित करने के लिए इस प्रभाव का फायदा उठाते हैं, जिससे हमें वर्णक्रमीय रेखाओं को अलग करने की अनुमति मिलती है।
ग्लास लेंस के समान, समय और आवृत्ति लेंस भी एक पल्स की अवधि को वर्णक्रमीय वितरण में परिवर्तित कर सकते हैं, या प्रभावी ढंग से समय और आवृत्ति स्थान में फूरियर रूपांतरण कर सकते हैं। इस लेंस की शक्ति को सही ढंग से चुनकर, एक आंशिक फूरियर रूपांतरण किया जा सकता है। प्रकाश स्पन्दों के मामले में, समय और आवृत्ति लेंस सिग्नल के द्वितीयक चरण परिवर्तन के रूप में कार्य करते हैं।
संकेतों को संसाधित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक क्वांटम मेमोरी का उपयोग किया - या, अधिक सटीक रूप से, क्वांटम प्रकाश प्रसंस्करण क्षमताओं वाली एक मेमोरी - जो मैग्नेटो-ऑप्टिकल जाल में रखे रूबिडियम परमाणुओं के समूह पर आधारित है। परमाणुओं को एक निर्दिष्ट तापमान तक ठंडा किया जाता है। मेमोरी को एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, जिससे विभिन्न आवृत्तियों के घटकों को परमाणु बादल के विभिन्न हिस्सों में संग्रहीत किया जा सकता है। दालें लिखने और पढ़ने के दौरान टाइम लेंसिंग और भंडारण के दौरान फ़्रीक्वेंसी लेंसिंग के अधीन होती हैं।
वाशिंगटन विश्वविद्यालय में विकसित उपकरण इस लेंस को मापदंडों की एक बहुत विस्तृत श्रृंखला पर प्रोग्राम योग्य रूप से लागू कर सकता है। डबल पल्स में विकृति की इतनी संभावना होती है कि इसकी तुलना अक्सर प्रसिद्ध श्रोडिंगर की बिल्ली से की जाती है - एक मैक्रोस्कोपिक सुपरपोजिशन जो मृतकों में से वापस आती है और प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त करना लगभग असंभव है। बहरहाल, टीम इन नाजुक डबल-पल्स राज्यों में ईमानदारी से हेरफेर करने में सक्षम थी।
यह पेपर क्वांटम ऑप्टिकल डिवाइसेस प्रयोगशाला और "क्वांटम ऑप्टिकल टेक्नोलॉजी" केंद्र की क्वांटम मेमोरी प्रयोगशाला के काम का परिणाम है। इस कार्य में मास्टर के दो छात्रों ने भाग लिया: स्टैनिस्लाव कुरज़ीना और मार्सिन जस्त्रज़ेब्स्की, दो स्नातक बार्टोज़ निवेल्ट और जान नोवोसिल्स्की, डॉ. माटेउज़ माज़ेलानिक, और प्रयोगशाला के नेता डॉ. माइकल पारनियाक और प्रोफेसर वोज्शिएक वासिलेव्स्की ने इस कार्य में भाग लिया। इन उपलब्धियों के कारण, बार्टोज़नीवेल्ट को हाल ही में स्पोकेन, वाशिंगटन में DAMOP सम्मेलन में स्पीकिंग ग्रांट पुरस्कार भी मिला।
इस विधि को दूरसंचार क्षेत्र में सीधे लागू होने से पहले पहले अन्य तरंग दैर्ध्य और पैरामीटर रेंज में मैप किया जाना चाहिए। हालाँकि, ऑप्टिकल सैटेलाइट लिंक सहित अत्याधुनिक नेटवर्क में ऑप्टिकल रिसीवर के लिए फ्रैक्शनल फूरियर ट्रांसफॉर्म महत्वपूर्ण है। वाशिंगटन विश्वविद्यालय में विकसित एक क्वांटम लाइट प्रोसेसर इस नए प्रोटोकॉल को कुशलतापूर्वक ढूंढ और परीक्षण कर सकता है।