कम्प्यूटिंग
क्वांटम संचार का भविष्य: एकल फोटॉन टेलीपोर्टेशन की व्याख्या
Securities.io कठोर संपादकीय मानकों को बनाए रखता है और समीक्षा किए गए लिंक से मुआवज़ा प्राप्त कर सकता है। हम पंजीकृत निवेश सलाहकार नहीं हैं और यह निवेश सलाह नहीं है। कृपया हमारे देखें सहबद्ध प्रकटीकरण.
क्वांटम टेलीपोर्टेशन क्या है और यह कैसे काम करता है?
यद्यपि क्वांटम टेलीपोर्टेशन किसी विज्ञान-कथा फिल्म की काल्पनिक अवधारणा की तरह प्रतीत होता है, परन्तु वास्तव में यह एक वास्तविक घटना है जिसका अध्ययन दशकों से किया जा रहा है।
ऐसा तब होता है जब दो अलग-अलग कण एक साथ “युग्मित/बंधित” होते हैं, जिसे क्वांटम उलझाव कहा जाता है।
इस मामले में, जब दो कण आपस में जुड़े होते हैं, तो उनके बीच की दूरी की परवाह किए बिना, वे बिना भौतिक रूप से इसे ले जाए, बहुत दूर तक सूचना का आदान-प्रदान करते हैं। कुछ मामलों में, ऐसा भी लगता है कि सूचना का आदान-प्रदान प्रकाश की गति से भी तेज़ होता है, जो सैद्धांतिक रूप से असंभव है।
यह कैसे काम करता है और हमारी वास्तविकता के मूल पहलू के लिए इसका क्या मतलब है, इस पर क्वांटम भौतिकविदों के बीच अभी भी गरमागरम बहस चल रही है। हालाँकि, हम जानते हैं कि यह एक बहुत ही वास्तविक और मापने योग्य क्वांटम प्रभाव है, जो पूरी तरह से सुरक्षित और तात्कालिक संचार की अनुमति दे सकता है।
क्वांटम टेलीपोर्टेशन प्रौद्योगिकी की वर्तमान स्थिति
व्यावहारिक क्वांटम डेटा स्थानांतरण को सक्षम करने वाली सफलताएँ
हाल ही में क्वांटम उलझाव और टेलीपोर्टेशन को डेटा स्थानांतरण के व्यावहारिक साधन के रूप में उपयोग करने की दिशा में प्रगति हुई है।
एक अग्रिम था यह खोज कि इस कार्य के लिए एक साधारण ऑप्टिकल फाइबर नेटवर्क का उपयोग किया जा सकता है, यहां तक कि नियमित इंटरनेट ट्रैफ़िक के साथ मिश्रित होने पर भीइससे वर्तमान में उपयोग किए जा रहे सामान्य नेटवर्क के लिए समर्पित समानांतर नेटवर्क का निर्माण किए बिना व्यावहारिक क्वांटम दूरसंचार की संभावना खुलती है।
एक अन्य प्रगति क्वांटम कंप्यूटरों को एक साथ नेटवर्क करने की संभावना है। ऑक्सफोर्ड के शोधकर्ताओं ने ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करके क्यूबिट्स को आपस में जोड़ा और फोटॉन (प्रकाश कण) का उपयोग करके उन्हें उलझाया।यह मॉड्यूलर क्वांटम कंप्यूटरों के लिए रास्ता खोल सकता है, जिसमें प्रत्येक उप इकाई एक साथ जुड़ी होगी।
क्वांटम टेलीपोर्टेशन की सीमाएँ और चुनौतियाँ
वर्तमान में विचाराधीन अधिकांश क्वांटम टेलीपोर्टेशन उपकरण "रैखिक" प्रकार के हैं, जहां फोटॉन को बिंदु A से बिंदु B तक सीधे स्थानांतरित किया जाता है।
यह प्रायः समस्याग्रस्त होता है, क्योंकि इस प्रकार का फोटॉन स्थानांतरण स्वाभाविक रूप से सिग्नल में शोर जोड़ता है, जिससे दूरसंचार संभवतः विफल हो जाता है, या कम से कम कम कुशल हो जाता है।
दूसरा मुद्दा यह है कि फोटॉन के अधिकांश स्रोत एक भी फोटॉन जोड़ी उत्पन्न नहीं करेंगे, जिससे उलझाव का निर्धारण करना जटिल हो जाएगा।
नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स क्वांटम संचार को कैसे बदल सकता है
इलिनोइस विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने संभवतः फोटॉनों का एक नया स्रोत बनाया है, जो क्वांटम टेलीपोर्टेशन पर आधारित संचार के प्रदर्शन में क्रांतिकारी सुधार लाएगा।
उन्होंने अपने परिणाम फिजिकल रिव्यू लेटर्स में प्रकाशित किए1, हक के तहत "नैनोफोटोनिक नॉनलीनियर बेल स्टेट एनालाइजर के माध्यम से विश्वसनीय क्वांटम टेलीपोर्टेशन".
मुख्य विचार यह है कि यह तकनीक बहुल फोटॉन उत्सर्जन की समस्या को कम करने में मदद करती है, तथा गैर-रेखीय प्रकाशिकी के अंतर्निहित सिद्धांतों के कारण यह तकनीक अधिक विश्वसनीय बन जाती है।
क्वांटम प्रौद्योगिकी में नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स को समझना
रेखीय प्रकाशिकी स्कूल में पढ़ाया जाने वाला नियमित प्रकाश विज्ञान है, जहां प्रकाश सीधे प्रिज्म के साथ संपर्क करता है।
गैर-रैखिक प्रकाशिकी में, जिस माध्यम से प्रकाश गुजरता है उसकी प्रतिक्रिया प्रकाश की तरंगदैर्ध्य, तीव्रता, दिशा और ध्रुवीकरण पर निर्भर करती है।
“मल्टीफोटोन शोर सभी यथार्थवादी उलझाव स्रोतों में होता है, और यह क्वांटम नेटवर्क के लिए एक गंभीर समस्या है।
गैर-रेखीय प्रकाशिकी का आकर्षण यह है कि यह अंतर्निहित भौतिकी के आधार पर मल्टीफोटोन शोर के प्रभाव को कम कर सकता है, जिससे अपूर्ण उलझाव स्रोतों के साथ काम करना संभव हो जाता है।”
नॉनलाइनियर ऑप्टिकल घटक अलग-अलग आवृत्तियों के फोटॉनों को संयोजित करके नई आवृत्तियों पर नए फोटॉन बनाते हैं। इस विशिष्ट मामले में, "योग आवृत्ति उत्पादन" (SFG) का उपयोग किया गया था।
स्रोत: ईकेएसपीएलए
योग आवृत्ति उत्पादन (एसएफजी) के माध्यम से फोटॉन विलय
एसएफजी के दौरान होने वाले फोटॉनों के विलय के कारण, केवल इन विशिष्ट फोटॉनों की आवृत्तियों का ही उपयोग किया जा सकता है, जिससे रैखिक प्रकाशिकी का उपयोग करने पर होने वाले अनेक फोटॉनों से होने वाले शोर में काफी कमी आती है।
स्रोत: साइंसटेक डेली
यह कोई नया विचार नहीं है, लेकिन अब तक समस्या यह थी कि एसएफजी को साकार करना इतना कठिन था कि सूचना हस्तांतरण के व्यावहारिक साधन के रूप में पर्याप्त फोटॉन कभी उपलब्ध ही नहीं थे।
"शोधकर्ताओं को इसके बारे में काफी समय से पता था, लेकिन सफल एसएफजी की कम संभावना के कारण इसका पूरी तरह से पता नहीं लगाया जा सका था।
अतीत में, जो सबसे अच्छा हासिल किया गया था वह 1 मिलियन में 100 था। हमारी उपलब्धि नैनोफोटोनिक प्लेटफ़ॉर्म के साथ रूपांतरण दक्षता में 10,000 गुना वृद्धि को 1 में 10,000 तक साकार करना है।
केजी फेंग – इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग के एसोसिएट प्रोफेसर
नये पदार्थ जो गैर-रेखीय क्वांटम प्रकाशिकी को संभव बनाते हैं
दक्षता में 10,000 गुना की यह वृद्धि अचानक गैर-रैखिक प्रकाशिकी को फोटॉनों के उत्पादन के लिए एक व्यवहार्य विकल्प बना देती है, जिसका उपयोग उनके उलझाव के मापन के माध्यम से डेटा स्थानांतरित करने के लिए किया जाएगा।
यह उपलब्धि शोधकर्ताओं द्वारा विकसित इंडियम-गैलियम-फॉस्फोरिल पदार्थ की बदौलत हासिल हुई।
"हमारी गैर-रेखीय प्रणाली क्वांटम सूचना को 94% निष्ठा के साथ प्रसारित करती है, जबकि रैखिक ऑप्टिकल घटकों का उपयोग करने वाली प्रणालियों पर सैद्धांतिक सीमा 33% है,"
केजी फेंग – इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग के एसोसिएट प्रोफेसर
क्वांटम टेलीपोर्टेशन और नेटवर्किंग के लिए आगे क्या है?
यह फिलहाल एक बहुत ही सैद्धांतिक प्रगति है, इस अर्थ में कि यह पूरी तरह से बदल देगा कि शोधकर्ताओं को भविष्य में क्वांटम दूरसंचार प्रणालियों का निर्माण कैसे करना होगा, क्योंकि वर्तमान में सभी क्वांटम नेटवर्किंग प्रोटोकॉल (क्वांटम टेलीपोर्टेशन और एन्टेंगलमेंट स्वैपिंग सहित) रैखिक-ऑप्टिकल डिज़ाइन का उपयोग करते हैं।
नियमित ऑप्टिकल फाइबर नेटवर्क में उलझे हुए फोटॉनों के स्थानांतरण में हुई प्रगति के साथ, यह इस दूरसंचार पद्धति की विश्वसनीयता और दक्षता में आमूलचूल परिवर्तन ला सकता है, तथा इससे परस्पर जुड़े क्वांटम कंप्यूटर पहले की अपेक्षा कहीं अधिक निकट आ जाएंगे।
ट्रैप्ड-आयन क्वांटम कंप्यूटिंग में निवेश
जैसे-जैसे क्वांटम संचार की प्रगति अधिकाधिक व्यवहार्य होती जा रही है, आयनक्यू जैसी कंपनियां (IONQ ) वे प्रौद्योगिकी का व्यावसायीकरण करने के लिए स्वयं को तैयार कर रहे हैं।
आयनक्यू एक क्वांटम कंप्यूटिंग कंपनी है जो ट्रैप्ड-आयन तकनीक का उपयोग करती है, जिसकी स्थापना मैरीलैंड विश्वविद्यालय और ड्यूक विश्वविद्यालय के क्षेत्र के अग्रणी वैज्ञानिकों द्वारा की गई थी। इसे 2021 में NYSE में सार्वजनिक रूप से सूचीबद्ध किया गया था।
(IONQ )
आयनक्यू क्वांटम कंप्यूटिंग प्लेटफ़ॉर्म 99.9% फ़िडेलिटी परिणाम देने में सक्षम हैं। यह वर्तमान में 64-बेरियम आयन श्रृंखला का उपयोग करता है, जो 36-एल्गोरिदमिक क्यूबिट (AQ) का उत्पादन करता है। श्रृंखला संगठन अन्य ट्रैप्ड-आयन डिज़ाइनों की तुलना में बिना फ़िडेलिटी खोए बहुत तेज़ कंप्यूटिंग की अनुमति देता है।
स्रोत: आयनक्यू
जनवरी 2025 में IonQ ने Qubitekk का अधिग्रहण कर लिया, अपने संचालन में कंपनी की टीम और IonQ के 118 पेटेंट जोड़ रहा है। क्यूबिटेक की विशेषज्ञता क्वांटम नेटवर्क, फोटोनिक इंटरकनेक्ट का उपयोग, क्वांटम क्लस्टर को सक्षम बनाना और क्वांटम इंटरनेट क्षमताओं को आगे बढ़ाने में है।
क्वांटम नेटवर्क को अत्यधिक सुरक्षित संचार की सुविधा प्रदान करनी चाहिए और अंततः वितरित क्वांटम कंप्यूटिंग की अनुमति देनी चाहिए। यह देखते हुए कि यह क्षेत्र कितनी तेज़ी से आगे बढ़ रहा है, इस विषय पर विशेषज्ञता और आईपी आयनक्यू के भविष्य के लिए महत्वपूर्ण साबित हो सकते हैं।
IonQ भी एक साझेदारी विकसित कर रहा है एनकेटी फोटोनिक्स (NKT.CO) भविष्य में डेटा सेंटर-तैयार क्वांटम कंप्यूटरों को विकसित करने में मदद करेगा।
यह Imec के साथ भी सहयोग कर रहा है कंपनी की क्यूबिट गणना और सिस्टम आकार और लागत को बढ़ाने के लिए फोटोनिक एकीकृत सर्किट और चिप-स्केल आयन ट्रैप प्रौद्योगिकी पर काम किया जा रहा है।
अपनी स्वयं की SDK (सॉफ्टवेयर डेवलपमेंट किट) विकसित करने के बजाय, कंपनी एक साथ सभी प्रमुख SDK का समर्थन कर रही है, तथा नए क्वांटम कंप्यूटिंग अनुप्रयोगों के विकास के लिए कई अग्रणी कंपनियों के साथ साझेदारी कर रही है।
स्रोत: आयनक्यू
अपने प्रतिस्पर्धी क्वांटिनम के साथ, जो हनीवेल का हिस्सा है (HON )आयनक्यू वाणिज्यिक क्वांटम कंप्यूटर विकसित करने के करीब है, जिसका ध्यान उच्च निष्ठा, कम क्यूबिट गिनती वाले ट्रैप्ड-आयन सिस्टम पर है।
IonQ उन निवेशकों के लिए शुद्ध क्वांटम कंप्यूटिंग स्टॉक के सबसे करीब है, जो गूगल, इंटेल, आईबीएम या हनीवेल जैसे अन्य अग्रणी निवेशकों की गतिविधियों में कम रुचि रखते हैं।
इसकी प्रारंभिक सफलता ने इसे अन्य क्वांटम कंप्यूटिंग नवप्रवर्तकों के साथ साझेदारी का एक मजबूत नेटवर्क बनाने में मदद की है, ताकि इस तकनीक को आगे बढ़ाया जा सके, तथा हाल ही में नेटवर्कयुक्त क्वांटम कंप्यूटरों पर पुनः ध्यान केंद्रित किया गया है।
जैसे-जैसे क्वांटम एन्टेंगलमेंट दूरसंचार अधिकाधिक विश्वसनीय होता जा रहा है, अनेक उच्च विश्वसनीयता वाले ट्रैप्ड-आयन क्वांटम कंप्यूटरों का संयोजन इस प्रौद्योगिकी के प्रथम व्यावसायिक अनुप्रयोग के लिए एक ठोस विकल्प हो सकता है।
IonQ स्टॉक समाचार और नवीनतम घटनाक्रम
अध्ययन संदर्भ:
1. जोशुआ अकिन, युनलेई झाओ, पॉल जी. क्वियाट, एलिजाबेथ ए. गोल्डस्मिड्ट, और केजी फेंग.(2025) एक के माध्यम से वफादार क्वांटम टेलीपोर्टेशन नैनोफोटोनिक नॉनलाइनियर बेल स्टेट एनालाइजर. फिजिकल रिव्यू लेटर्स134, 160802 https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.134.160802
