কোয়ান্টাম কম্পিউটারকে ইন্টারনেটের সঙ্গে জুড়ে দেবে এই ডিভাইস

এ ছোট আকারের সিলিকন ডিভাইস বা যন্ত্রটি কৌশলী উপায়ে ধাপে ধাপে প্রক্রিয়াকরণ করে মাইক্রোওয়েভ ফোটনকে অপটিক্যাল ফোটনে রূপান্তর করতে পারে।

ছবি: ফ্রিপিক

কিউবিট নামের বিশেষ ধরনের এক বিট ব্যবহার করে কোয়ান্টাম কম্পিউটার। যেটি বেশিরভাগ সময় মাইক্রোওয়েভ ফোটন থেকে তৈরি হয়, যা মাইক্রোওয়েভ শক্তির ক্ষুদ্র কণা। আর প্রচলিত ডেটা স্থানান্তর পদ্ধতিতে ব্যবহৃত হয় অপটিকাল ফোটন। গবেষকরা বলছেন, এই দুয়ের মধ্যে সংযোগ তৈরি করবে এমন কিট তৈরি করেছেন তারা।

কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরির জন্য মাইক্রোওয়েভ কিউবিট খুবই দরকারি। এগুলো নিয়ন্ত্রণ করা সহজ ও বাজারে সহজে মেলে এমন প্রযুক্তি ব্যবহার করেই তৈরি করা সম্ভব।

তবে, এই কিউবিট কেবল ঠাণ্ডা তাপমাত্রায় অর্থাৎ পরম শূন্যের কাছাকাছি তাপমাত্রার কাজ করে। কারণ যে কোনো উষ্ণতা অনেক বেশি নয়েজ বা অযাচিত সংকেত তৈরি করে, যা ভঙ্গুর কোয়ান্টাম তথ্যকে দ্রুত ধ্বংস করতে পারে।

এটি একটি বড় সমস্যা। যার কারণে, বিভিন্ন মাইক্রোওয়েভ কিউবিট নিয়মিত ইন্টারনেট কেবলের মাধ্যমে দীর্ঘ দূরত্ব ভ্রমণ করতে পারে না। কারণ উষ্ণ পরিবেশে তথ্য হারিয়ে ফেলে এগুলো।

কিন্তু অপটিক্যাল ফোটন বা ফাইবার অপটিক ইন্টারনেট কেবলে ব্যবহৃত ফোটন ঘরের তাপমাত্রায় অনেক দূর পর্যন্ত ভ্রমণ করতে পারে।

এজন্য মাইক্রোওয়েভ ফোটনকে অপটিক্যাল ফোটনে রূপান্তর করেছেন বিজ্ঞানীরা। যাতে বিভিন্ন কোয়ান্টাম কম্পিউটার দীর্ঘ দূরত্বে যোগাযোগ করতে পারে, ঠিক যেমন বর্তমানের বিভিন্ন কম্পিউটার ইন্টারনেটের মাধ্যমে করে।

এখন নতুন এক অন চিপ ডিভাইস তৈরি করেছেন ‘ক্যালিফোর্নিয়া ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি’ বা ক্যালটেকের অধ্যাপক মোহাম্মদ মিরহোসেইনির নেতৃত্বে গবেষকদের একটি দল, যা এ সমস্যার সমাধান দিতে পারে বলে দাবি তাদের।

গবেষকদের এই ক্ষুদ্র বা ছোট আকারের সিলিকন ডিভাইস বা যন্ত্রটি কৌশলী উপায়ে ধাপে ধাপে প্রক্রিয়াকরণ করে মাইক্রোওয়েভ ফোটনকে অপটিক্যাল ফোটনে রূপান্তর করতে পারে।

গবেষণাটি প্রকাশ পেয়েছে বিজ্ঞানভিত্তিক জার্নাল ‘নেচার ন্যানোটেকনোলজি’তে।

ডিভাইসটি যেভাবে কাজ করে

গবেষকরা বলছেন, ডিভাইসটিতে রয়েছে খুব ছোট আকারের এক সিলিকন রশ্মি, যা পাঁচ গিগাহার্টজ গতিতে কম্পন তৈরি করে। এ রশ্মিটি একটি মাইক্রোওয়েভ রেজোনেটরের সঙ্গে সংযোগ তৈরি করে, যা একটি ছোট বাক্সের মতো মাইক্রোওয়েভ ফোটনগুলোর আশপাশে লাফিয়ে লাফিয়ে ওঠে।

মাইক্রোওয়েভ ফোটন প্রবেশ করার সঙ্গে সঙ্গে তা রশ্মিটিকে কাঁপিয়ে তোলে। এরপর লেজারের সাহায্যে সেই কম্পনকে রূপান্তরিত করে অপটিক্যাল ফোটনে।

ক্যালটেকের স্নাতক শিক্ষার্থী ও এ গবেষণার সহ প্রধান লেখক উইলিয়াম চেন বলেছেন, মাইক্রোওয়েভ ও অপটিক্যাল ফোটনকে সরাসরি সংযোগ করার কাজটি কঠিন হলেও মাঝখানে একটি যান্ত্রিক পদক্ষেপের মাধ্যমে কাজটি সহজ হয়েছে।

পদক্ষেপটি হচ্ছে এই কম্পনশীল রশ্মি, যা এই দুই ধরনের ফোটনের মধ্যে সেতুর মতো কাজ করেছে।

এ ধরনের কাজের অন্যতম চ্যালেঞ্জ হচ্ছে নয়েজ কম রাখা। এখানে নয়েজ বলতে অযাচিত বিভিন্ন সংকেতকে বোঝায় হয়েছে, যা মূল সংকেতের কাজে বাধা দিতে পারে।

সিলিকন দিয়ে তাদের এ ডিভাইসটি তৈরি করেছেন গবেষকরা, যা লেজারে খুব বেশি গরম হয় না। নয়েজের মাত্রা খুব কম রাখতে সহায়তা করেছে এটি।

গবেষকদের দাবি, ডিভাইসটি মাইক্রোওয়েভ ফোটনকে অপটিক্যাল ফোটনে রূপান্তরের ক্ষেত্রে প্রচলিত পদ্ধতির তুলনায় একশ গুণ ভালো কাজ করে এবং বড় পরিসরে এটি তৈরি করাও সহজ।