কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যায় দীর্ঘদিন ধরে প্রচলিত ধারণাকে চ্যালেঞ্জ করে এমন এক অত্যাশ্চর্য সাফল্যের মাধ্যমে, ইনসব্রুক বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকদের একটি দল পূর্বের ধারণার চেয়েও বেশি উষ্ণ তাপমাত্রায় শ্রোডিঞ্জারের বিড়ালের অবস্থা তৈরি করতে সক্ষম হয়েছে। এই উন্নয়ন কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের ভবিষ্যতের জন্য উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলতে পারে, যা সম্ভাব্যভাবে এটিকে আরও সহজলভ্য এবং চরম ক্রায়োজেনিক পরিবেশের উপর কম নির্ভরশীল করে তোলে।
কোয়ান্টাম পরীক্ষাগুলি ঠান্ডা থেকে বেরিয়ে আসুন
কয়েক দশক ধরে, বিজ্ঞানীরা বিশ্বাস করে আসছেন যে কোয়ান্টাম ঘটনাগুলি কেবল পরম শূন্য এর কাছাকাছি পরিবেশেই নির্ভরযোগ্যভাবে পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে। এই ধরনের প্রায় হিমায়িত অবস্থায়, কণাগুলি কোয়ান্টাম মেকানিক্সের বিপরীত স্বজ্ঞাত নিয়ম অনুসরণ করে – যেখানে বস্তুগুলি একই সাথে একাধিক অবস্থায় থাকতে পারে বা স্থান জুড়ে আটকে যেতে পারে।
অতি ঠান্ডার জন্য এই প্রয়োজনীয়তা কোয়ান্টাম হার্ডওয়্যারের সম্পূর্ণ নকশাকে আকার দিয়েছে। তাপীয় শব্দ থেকে সূক্ষ্ম কোয়ান্টাম অবস্থাকে রক্ষা করার জন্য, সিস্টেমগুলিকে জটিল ক্রায়োজেনিক সেটআপে রাখা হয় যা তাদেরকে -২৭৩.১৫°C তাপমাত্রায় ঠান্ডা করে, যেখানে সমস্ত আণবিক গতি প্রায় বন্ধ হয়ে যায়।
যাইহোক, সায়েন্স অ্যাডভান্সেস-এ প্রকাশিত একটি নতুন পরীক্ষা এই ছাঁচটি ভেঙে দেয়। গবেষকরা এখন দেখিয়েছেন যে শ্রোডিঞ্জারের বিড়ালের মতো কোয়ান্টাম অবস্থা ১.৮ কেলভিন তাপমাত্রায় টিকিয়ে রাখা সম্ভব, যা প্রায় -২৭১.৩°C এর সমতুল্য।
যদিও এটি সাধারণ মানদণ্ড অনুসারে এখনও গভীর ঠান্ডা, এটি কোয়ান্টাম রাজ্যে একটি উল্লেখযোগ্য তাপমাত্রা বৃদ্ধির প্রতিনিধিত্ব করে – এমন একটি পরিবর্তন যা আরও বহুমুখী এবং ব্যবহারিক কোয়ান্টাম প্রযুক্তির দরজা খুলে দিতে পারে।
একটি চিন্তার পরীক্ষা বাস্তব জগতে পরিণত হয়েছে
“শ্রোডিঞ্জারের বিড়াল” শব্দটি ১৯৩৫ সালে পদার্থবিদ এরউইন শ্রোডিঞ্জার দ্বারা প্রবর্তিত একটি প্যারাডক্সকে বোঝায়, যা কোয়ান্টাম সুপারপজিশনের অদ্ভুত প্রকৃতি চিত্রিত করার উদ্দেশ্যে তৈরি করা হয়েছিল।
মূল চিন্তার পরীক্ষায়, একটি সিল করা বাক্সের ভিতরে একটি বিড়ালকে একটি কোয়ান্টাম ঘটনার সাথে যুক্ত করা হয়েছে – এর জীবন বা মৃত্যু একটি একক কণার আচরণ দ্বারা নির্ধারিত হয়। যতক্ষণ না কেউ বাক্সটি খোলে, বিড়ালটিকে একই সাথে জীবিত এবং মৃত উভয় অবস্থায় বিদ্যমান বলে মনে করা হয়।
আজ, প্রায় 90 বছর পরে, বিজ্ঞানীরা আর কাল্পনিকভাবে কথা বলছেন না। সুপারকন্ডাক্টিং মাইক্রোওয়েভ রেজোনেটর ব্যবহার করে, ইনসব্রুক দল একটি নিয়ন্ত্রিত ল্যাব পরিবেশে এই কোয়ান্টাম সুপারপজিশন অনুকরণ করতে সক্ষম হয়েছে।
পরীক্ষায় এক ধরণের কোয়ান্টাম বিট, বা কুইবিট জড়িত ছিল, যা ট্রান্সমন নামে পরিচিত, অনুরণনে রাখা হয়েছিল। এই সিস্টেমটি গবেষকদের কোয়ান্টাম তথ্যকে উল্লেখযোগ্য নির্ভুলতার সাথে এনকোড এবং ম্যানিপুলেট করতে দেয়, এমনকি তাপমাত্রা স্বাভাবিক কর্মক্ষম সীমার উপরে বেড়ে গেলেও।
কোয়ান্টাম সমন্বয়কে জীবিত রাখে এমন প্রোটোকল
আসল উদ্ভাবন কেবল অর্জিত তাপমাত্রার মধ্যেই নয়, বরং এই ধরনের পরিস্থিতিতে ভঙ্গুর কোয়ান্টাম অবস্থা বজায় রাখার জন্য ব্যবহৃত পদ্ধতি-এর মধ্যে নিহিত। দলটি সিস্টেমটিকে স্থিতিশীল এবং নিয়ন্ত্রণ করার জন্য ডিজাইন করা দুটি অত্যন্ত উন্নত প্রোটোকল বাস্তবায়ন করেছে।
প্রথমটি, যাকে ECD (ইকোড কন্ডিশনাল ডিসপ্লেসমেন্ট) বলা হয়, স্টেট ম্যানিপুলেশনের সময় ত্রুটিগুলি পরিচালনা এবং সংশোধন করতে সাহায্য করে, যেমন একজন পাইলট ফ্লাইটের মাঝখানে টার্বুলেন্সের জন্য সামঞ্জস্য করে। দ্বিতীয় প্রোটোকল, যা qcMAP (কোয়ান্টাম-নিয়ন্ত্রিত ম্যাপিং) নামে পরিচিত, একাধিক কিউবিটের মধ্যে জট বাঁধতে সক্ষম করে, যার ফলে একটির আচরণ অন্যটিকে প্রভাবিত করতে পারে। এই দ্বৈত-প্রোটোকল পদ্ধতির ফলে তাপীয় আন্দোলন-এর বিঘ্নকারী প্রভাবের সংস্পর্শে থাকা সত্ত্বেও সুপারপজিশন অবস্থা সংরক্ষণ করা সম্ভব হয়েছিল।
এই কৌশলগুলি প্রয়োগ করে, গবেষকরা প্রমাণ করতে সক্ষম হয়েছেন যে তাপীয় শব্দ, যা দীর্ঘদিন ধরে কোয়ান্টাম সিস্টেমের প্রাকৃতিক শত্রু হিসেবে বিবেচিত, তা এমন পরিমাণে হ্রাস করা যেতে পারে যা অর্থপূর্ণ কোয়ান্টাম আচরণকে টিকে থাকতে দেয় — এমনকি এমন পরিবেশেও যেখানে একসময় এই ধরনের অবস্থা টিকে থাকার জন্য খুব বিশৃঙ্খল বলে মনে করা হত।
আরও ব্যবহারিক এবং স্কেলেবল কোয়ান্টাম প্রযুক্তির দিকে
এই অর্জনের প্রভাব তাৎপর্যপূর্ণ। বর্তমান কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি ভারী এবং শক্তি-নিবিড় শীতলকরণ ব্যবস্থার উপর নির্ভরতার দ্বারা সীমাবদ্ধ, যা ব্যয়বহুল এবং প্রযুক্তিগতভাবে উভয়ই কঠিন। এই সেটআপগুলি বিশেষায়িত গবেষণা ল্যাবের বাইরে ব্যাপক ব্যবহারের জন্য প্রযুক্তি স্কেল করা কঠিন করে তোলে।
শ্রোডিঞ্জারের বিড়াল অবস্থা উচ্চ তাপমাত্রায় স্থিতিশীল থাকতে পারে এই প্রদর্শন থেকে বোঝা যায় যে ভবিষ্যতে কোয়ান্টাম প্রসেসরগুলি কম চরম পরিস্থিতিতে কাজ করতে পারে। এটি কোয়ান্টাম ডিভাইসের খরচ, আকার এবং জটিলতাকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করতে পারে, আরও অ্যাক্সেসযোগ্য কোয়ান্টাম প্রযুক্তির পথ প্রশস্ত করতে পারে।
যদিও সম্পূর্ণরূপে কক্ষ-তাপমাত্রার কোয়ান্টাম কম্পিউটার আপাতত নাগালের বাইরে রয়ে গেছে, এই গবেষণাটি বিজ্ঞানীদের বিশ্বাসের ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ পরিবর্তন চিহ্নিত করে। সুপারপজিশন তাপের মধ্যেও টিকে থাকতে পারে তা দেখিয়ে, ইনসব্রুক দল কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যার সবচেয়ে দৃঢ় ধারণাগুলির মধ্যে একটিকে চ্যালেঞ্জ জানিয়েছে এবং গবেষণা, উদ্ভাবন এবং বাস্তব-বিশ্বের প্রয়োগের জন্য নতুন পথ খুলে দিয়েছে।
সূত্র: দ্য ডেইলি গ্যালাক্সি / ডিগপু নিউজটেক্স