क्वांटम टेलीपोर्टेशन के पीछे की भौतिकी: क्या यह संभव है?

टेलीपोर्टेशन अब तक की एक सैद्धांतिक घटना है जो भौतिक स्थान को पार किए बिना किसी वास्तविक वस्तु को तुरंत एक स्थान से दूसरे स्थान पर ले जाने की अनुमति देती है। इस बीच, क्वांटम टेलीपोर्टेशन, इसमें एक क्वांटम कण से पर्याप्त दूर स्थित दूसरे क्वांटम कण तक सूचना पहुंचाना शामिल हैएक पारंपरिक चैनल के माध्यम से।

अधिक बोलचाल में कहा गया है, टेलीपोर्टेशन एक ऐसी घटना होगी जिसमें एक वस्तु होती है जो एक स्थान पर होती है और फिर वास्तविक समय में दूसरे स्थान पर “प्रकट” होती है। यह विज्ञान कथा की दुनिया से संबंधित है। हालाँकि, क्वांटम ब्रह्मांड एक अन्य तर्क के साथ काम करता है और इस क्षेत्र में भी ऐसा ही होता है। क्वांटम कणों के बीच प्रभावी टेलीपोर्टेशन हासिल किया गया है. आइए इसे और अधिक विस्तार से देखें।

मूल बातें

यह समझने के लिए कि क्वांटम टेलीपोर्टेशन कैसे काम करता है, यह जानना जरूरी है कुछ बुनियादी अवधारणाएँ निम्नलिखित की तरह.क्वांटम सिद्धांत

फोटॉन और तरंग-कण द्वंद्व

फोटॉन सामान्यतः प्रकाश और विद्युत चुम्बकीय विकिरण के प्राथमिक या बुनियादी कण होते हैं। इनका कोई द्रव्यमान नहीं होता और ये ऊर्जा धारण करते हैं। इसके सबसे आकर्षक गुणों में से एक तरंग-कण द्वंद्व है।जिसका अर्थ है कि वे असतत कणों और निरंतर तरंगों दोनों के रूप में व्यवहार कर सकते हैं।

इसका मतलब यह है कि वे “ऊर्जा पैकेज” (अलग-अलग कण) के रूप में कार्य कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक झील में फेंके गए पत्थर की तरह एक उपमा बनाना। साथ ही, वे विस्तारित तरंगों (निरंतर तरंगों) के रूप में कार्य कर सकते हैं; सादृश्य में, वे झील की लहरें होंगी। ये गुण पारंपरिक भौतिकी को चुनौती देते हैं.

क्यूबिट्स

क्वैब क्वांटम कंप्यूटिंग में सूचना की मूल इकाई है। शास्त्रीय बिट्स केवल 0 या 1 अवस्था में हो सकते हैं, जबकि क्वैब दोनों अवस्थाओं में एक साथ मौजूद हो सकते हैं। इसके अलावा, क्वैबिट का एक भौतिक अस्तित्व होता हैक्योंकि वे सुपरकंडक्टर्स, आयन ट्रैप या सेमीकंडक्टर जैसे उपकरणों से बने होते हैं।

क्वांटम उलझाव

यह एक ऐसी घटना है, जिसका शास्त्रीय भौतिकी में कोई समकक्ष नहीं है। यह तब होता है जब दो या दो से अधिक कण एक सामान्य अवस्था साझा करते हैं. इसलिए, एक कण की स्थिति तुरंत दूसरे की स्थिति को प्रभावित करती है, भले ही उनके बीच की दूरी कुछ भी हो। यह क्वांटम टेलीपोर्टेशन के मूलभूत आधारों में से एक है।

क्वांटम टेलीपोर्टेशन

बार्सिलोना (स्पेन) में इंस्टीट्यूट ऑफ फोटोनिक साइंसेज (आईसीएफओ) के शोधकर्ताओं के एक समूह ने एक प्रभावशाली उपलब्धि हासिल की: एक फोटॉन को एक किलोमीटर दूर स्थित सॉलिड-स्टेट क्वबिट में टेलीपोर्ट करें. यह उपलब्धि क्वांटम यांत्रिकी के मूलभूत सिद्धांतों की पुष्टि करती है और सूचना और संचार प्रौद्योगिकियों में क्रांतिकारी अनुप्रयोगों के द्वार खोलती है।

ICFO की उपलब्धि में शामिल हैं जानकारी स्थानांतरित करने के लिए दो उलझे हुए फोटॉनों का उपयोग करें तुरंत एक भौतिक कक्षा में। प्रयोग में मल्टीप्लेक्स क्वांटम यादों का उपयोग भी शामिल था। ये विशेष उपकरण हैं जो प्रभावशाली दक्षता और सटीकता के साथ क्वांटम जानकारी संग्रहीत करते हैं।

इस प्रयोग का एक मूलभूत पहलू यह था उलझे हुए फोटॉनों में से एक को उसके गंतव्य तक स्थानांतरित करने के लिए फाइबर ऑप्टिक लिंक का उपयोग करना. यह दर्शाता है कि वर्तमान दूरसंचार बुनियादी ढांचे को भविष्य में क्वांटम नेटवर्क का समर्थन करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है।क्वांटम सिद्धांतक्वांटम सिद्धांत

प्रमुख सिद्धांत

  • क्वांटम उलझाव: यह घटना तब घटित होती है दो कण एक साथ निर्मित होते हैं और एक दूसरे पर निर्भर हो जाते हैं. यदि किसी एक कण की स्थिति मापी जाती है, तो दूसरे की स्थिति तुरंत निर्धारित हो जाती है, चाहे उन्हें अलग करने वाली दूरी कुछ भी हो।
  • क्वांटम मापन: क्वांटम टेलीपोर्टेशन में, उलझे हुए कणों में से एक का माप इसकी क्वांटम स्थिति को ध्वस्त कर देता है. इस माप का उपयोग किसी अन्य कण की स्थिति के बारे में जानकारी भेजने के लिए किया जाता है जिसे आप टेलीपोर्ट करना चाहते हैं।
  • शास्त्रीय संचार: यद्यपि क्वांटम स्थिति को स्थानांतरित किया जा सकता है, लक्ष्य कण में उस स्थिति को फिर से कैसे बनाया जाए, इसकी जानकारी शास्त्रीय संचार चैनल पर भेजी जानी चाहिए, जिसका अर्थ है कि टेलीपोर्टेशन तात्कालिक नहीं है और प्रकाश की गति की सीमाओं के अधीन है।

क्वांटम टेलीपोर्टेशन प्रक्रिया

क्वांटम टेलीपोर्टेशन प्रक्रिया को तीन चरणों में संक्षेपित किया जा सकता है:

  • नाज़ुक हालत: दो कण क्वांटम उलझाव की स्थिति में तैयार होते हैं। इनमें से एक कण को ​​रिसीवर स्थान पर भेजा जाएगा।
  • माप: उत्सर्जक उस कण की स्थिति को मापता है जिसे वह टेलीपोर्ट करना चाहता है और तुरंत उलझे हुए कण का माप करता है। यह माप रिसेप्टर स्थान पर उलझे हुए कण की स्थिति को प्रभावित करता है।
  • पुनर्निर्माण: किए गए माप के बारे में शास्त्रीय जानकारी भेजकर, रिसीवर टेलीपोर्ट किए गए कण की मूल स्थिति को फिर से बनाने के लिए क्वांटम ऑपरेशन लागू कर सकता है।

वर्तमान सीमाएँ

यद्यपि आईसीएफओ प्रयोग एक अभूतपूर्व प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है, क्वांटम टेलीपोर्टेशन को अभी भी कई तकनीकी बाधाओं का सामना करना पड़ रहा है. उनमें से पहला है स्केलेबिलिटी। सटीकता खोए बिना स्थानांतरित की गई जानकारी की दूरी और मात्रा बढ़ाने का अभी भी कोई तरीका नहीं है।

वैसे ही, वर्तमान में यह गारंटी देना संभव नहीं है कि क्वांटम उलझाव स्थिर रहेगा स्थानांतरण के दौरान. इसके साथ लागत की समस्या भी जुड़ गई है। यद्यपि पारंपरिक फाइबर ऑप्टिक्स का उपयोग आशाजनक है, क्वांटम यादें और अन्य आवश्यक उपकरण अभी भी बहुत महंगे हैं और उत्पादन करना मुश्किल है।

किसी भी मामले में, आईसीएफओ प्रयोग जैसी हालिया प्रगति यह प्रदर्शित करती है हम तुरंत, सुरक्षित और कुशलता से जानकारी स्थानांतरित करने के करीब हैं. यह उपलब्धि संचार योजना को फिर से परिभाषित करती है और क्वांटम कंप्यूटिंग और भविष्य के नेटवर्क के लिए संभावनाओं की एक श्रृंखला खोलती है।

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