বিজড়িত ফোটনের জোড়া

এই প্রথম গবেষকরা সূর্যের আলো ব্যবহার করে এন্ট্যাঙ্গলড/ বিজড়িত ফোটনের জোড়া তৈরি করতে সক্ষম হয়েছেন। কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ে সাধারণত এই ধরনের ফোটন তৈরি করতে বেশ শক্তিশালী লেজার ব্যবহার করা হয়। কিন্তু লেজারের পরিবর্তে সূর্যের আলো ব্যবহার করলে কোয়ান্টাম প্রযুক্তির শক্তি খাতের খরচ কমার একটা সম্ভাবনা রয়েছে।

গবেষণাটির পূর্ণাঙ্গ বিবরণ অপ্টিকা জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে। কানাডার ওটাওয়া বিশ্ববিদ্যালয় এবং জার্মানির ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইন্সটিটিউট অফ লাইট যৌথভাবে গবেষণাটির পরিচালক। এতে কানাডার ওটাওয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের রবার্ট বয়েডের তাত্ত্বিক গবেষণা এবং জার্মানির ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইন্সটিটিউট অফ লাইট -এর হানিয়ে ফাতাহির দলের প্রযুক্তিগত উন্নয়ন একত্রিত হয়েছে।

কোয়ান্টাম কম্পিউটারে তথ্য বহনের জন্য কিউবিট ব্যবহার করা হয়। ফোটন-ভিত্তিক কিউবিট তৈরিতে সাধারণত লেজার-চালিত স্পন্টেনিয়াস প্যারামেট্রিক ডাউন-কনভার্সন (SPDC) প্রক্রিয়া ব্যবহৃত হয়। এতে একটি শক্তিশালী আলোকরশ্মি একটি বিশেষ অরৈখিক কেলাসের মধ্যে প্রবেশ করলে একটি ফোটন ভেঙে গিয়ে দুটি পরস্পর বিজড়িত ফোটনে পরিণত হয়।

এতদিন ধারণা ছিল, এই প্রক্রিয়ার জন্য অত্যন্ত সুসংগঠিত আলো এবং লেজারের মতো উচ্চ আলোক-ঘনত্ব দরকার। সূর্যের আলো সুসংহত নয় এবং খানিকটা ছড়ানো—তাই সেটিকে সরাসরি ব্যবহার করা কঠিন বলে মনে করা হতো। নতুন গবেষণা এই দুটি ধারণাকেই চ্যালেঞ্জ করেছে।

গবেষকেরা সূর্যের ছড়ানো আলোকে কেন্দ্রীভূত করার জন্য পাতলা ফ্রেনেল লেন্স, স্পেকট্রাল ফিল্টার এবং কাচের তৈরি শঙ্কু আকৃতির ঘনকারক ব্যবহার করেন। এগুলোর সাহায্যে সূর্যের আলোকে প্রায় ২ মিলিমিটার প্রশস্ত একটি বিন্দুতে কেন্দ্রীভূত করা হয়। এরপর মানুষের চুলের মতো সরু একটি আলোক তন্তুর মাধ্যমে আলো পাঠানো হয় অরৈখিক কেলাস-এ। সেখানেই SPDC (স্পন্টেনিয়াস প্যারামেট্রিক ডাউন-কনভার্সন) প্রক্রিয়ায় বিজড়িত ফোটনের জোড়া তৈরি হয়।

তবে পরীক্ষাটি খুব সহজ ছিল না। সূর্যের অবস্থান অনুযায়ী পুরো যন্ত্রটাকে ক্রমাগত ঘোরাতে হয়েছে। পাশাপাশি বাইরের আলো ও আবহাওয়ার প্রভাবও সমস্যা তৈরি করেছিল। এমনকি শুরুতে আশপাশের আলো কমানোর জন্য গবেষকেরা ভোর প্রায় ৩টায় পরিমাপ শুরু করতেন। পরে পুরো ব্যবস্থাটিকে একটি তাঁবুর মধ্যে রেখে এই সমস্যা অনেকটাই নিয়ন্ত্রণ করা হয়।

শেষ পর্যন্ত পরীক্ষায় সফলভাবে কোয়ান্টাম বিজড়িত ফোটন তৈরি হয়। তাদের বেল ইনিকুয়ালিটির S মান ছিল 2.54, যেখানে 2-এর বেশি মান কোয়ান্টাম বিজড়নের প্রমাণ দেয়। ফোটনগুলোর কাঙ্ক্ষিত বিজড়িত দশার সঙ্গে এর মিল ছিল 94%।

এখন থেকে কোয়ান্টাম প্রযুক্তির জন্য আর শক্তিশালী লেজারের ওপর নির্ভর করতে হবে না। ভবিষ্যতে সূর্যের মতো প্রাকৃতিক আলোকসম্পদ ব্যবহার করে আরও শক্তি-সাশ্রয়ী কোয়ান্টাম সিস্টেম তৈরির বিকল্প পথও খুলে গেল।

সূত্র: https://physicsworld.com/a/researchers-harness-sunlight-to-generate-quantum-entanglement/