এই সিলিকন ডিভাইসে কোয়ান্টাম কম্পিউটার যুক্ত হবে ইন্টারনেটে

মাইক্রোওয়েভ কিউবিট সাধারণ ইন্টারনেট কেবলের মাধ্যমে দীর্ঘ পথ যেতে পারে না। তবে অপটিক্যাল ফোটন কেবলে ব্যবহার করলে পরিস্থিতি পাল্টে যায়।

ছোট ‘সিলিকন ট্রান্সডিউসার’ ডিভাইসটি ধাপে-ধাপে মাইক্রোওয়েভ ফোটনকে অপটিক্যাল ফোটনে রূপান্তর করতে পারে। ছবি: ফ্রিপিক, এআই দিয়ে তৈরি

কোয়ান্টাম কম্পিউটার কাজ করে এক ধরনের বিশেষ বিট বা কিউবিট দিয়ে, যা বেশিরভাগ সময় তৈরি হয় মাইক্রোওয়েভ ফোটন থেকে। পরম শূন্যের কাছাকাছি তাপমাত্রায় কাজ করা এই কিউবিট ব্যবহার নিয়ে আশার কথা মিলল এক গবেষণায়।

কিউবিট হল মাইক্রোওয়েভ শক্তির ক্ষুদ্র কণা এবং গবেষকদের ভাষায় কোয়ান্টাম যন্ত্র তৈরির জন্য অত্যন্ত জরুরি। কারণ এগুলো নিয়ন্ত্রণ করা তুলনামূলক সহজ এবং তৈরি করতেও বাজারে সহজে মেলে এমন প্রযুক্তি যথেষ্ট।

তবে, মাইক্রোওয়েভ কিউবিটের বড় সীমাবদ্ধতা হলো এগুলো কেবল অত্যন্ত ঠান্ডা পরিবেশে কাজ করে। সামান্য উষ্ণতা তৈরি করে নয়েজ, আর সেই নয়েজ ভঙ্গুর কোয়ান্টাম তথ্য নষ্ট করে ফেলে। আরও সমস্যা হলো, এই কিউবিট সাধারণ ইন্টারনেট কেবলে দূরে যেতে পারে না। তাপমাত্রা বাড়লেই তথ্য হারিয়ে যায় বলে প্রতিবেদনে লিখেছে বিজ্ঞানবিষয়ক সাইট নোরিজ।

গবেষকেরা চেষ্টা করছেন মাইক্রোওয়েভ ফোটনকে অপটিক্যাল ফোটনে রূপান্তর করতে। কারণ অপটিক্যাল ফাইবারে চলা ফোটন স্বাভাবিক তাপমাত্রায় দীর্ঘ পথ পাড়ি দিতে পারে। সফল হলে এক কোয়ান্টাম কম্পিউটার আরেকটির সঙ্গে দূরপথে যোগাযোগ করতে পারবে, ঠিক যেমন সাধারণ কম্পিউটার এখন ইন্টারনেটে যুক্ত থাকে।

এই লক্ষ্যেই ক্যালটেকের অধ্যাপক মোহাম্মদ মিরহোসেইনির নেতৃত্বে এক দল নতুন একটি অন-চিপ ডিভাইস তৈরি করেছেন। তারা দাবি করছেন, সিলিকন ট্রান্সডিউসারটি এই কঠিন কাজটি অনেক বেশি দক্ষতায় করতে পারবে। এ নিয়ে নেচার ন্যানোটেকনোলজি–তে প্রকাশিত গবেষণাপত্রে তারা তুলে ধরেছেন পুরো প্রক্রিয়া।

কীভাবে কাজ করে এই ডিভাইস

ডিভাইসটির ভেতরে রয়েছে অতি ক্ষুদ্র সিলিকন বিম, যা পাঁচ গিগাহার্টজ ফ্রিকোয়েন্সিতে কাঁপে। ছোট বাক্সের মতো একটি মাইক্রোওয়েভ রেজোনেটরের সঙ্গে সেই বিম সংযুক্ত থাকে। রেজোনেটরে মাইক্রোওয়েভ ফোটন ঢুকলেই বিমটি কাঁপে। এরপর লেজার আলোর সাহায্যে সেই কম্পনকে গবেষকেরা বদলে ফেলেছেন অপটিক্যাল ফোটনে।

গবেষণার সহ লেখক এবং ক্যালটেকের গ্র্যাজুয়েট শিক্ষার্থী উইলিয়াম চেন বলেন, সরাসরি মাইক্রোওয়েভ ফোটন আর অপটিক্যাল ফোটনকে যুক্ত করা কঠিন। মাঝখানে কম্পিত সিলিকন রশ্মি সেতুর কাজ করেছে, আর সেটিই পুরো প্রক্রিয়াকে সহজ করেছে।

এই ধরনের পরীক্ষায় সবচেয়ে বড় চ্যালেঞ্জ হলো নয়েজ কমিয়ে রাখা। অপ্রয়োজনীয় সংকেত সামান্য বাড়লেই মূল সংকেত বিকৃত হয়। ডিভাইসটি যেহেতু সিলিকন দিয়ে বানানো, এতে লেজারের কারণে তাপমাত্রা খুব একটা বাড়ে না। ফলে নয়েজের মাত্রা থেকেছে খুব নিচে।

গবেষকেরা বলছেন, একই নয়েজ স্তর বজায় রেখে তাদের ডিভাইস পুরোনো পদ্ধতির তুলনায় প্রায় একশ গুণ বেশি দক্ষতায় মাইক্রোওয়েভ ফোটনকে অপটিক্যাল ফোটনে রূপান্তর করতে পারে। আর ছোট আকারে যেহেতু তৈরি করা হয়েছে, দরকার হলে বড় পরিসরেও এটি বানানো যাবে সহজে।