'क्वांटम बाथ' से एंटैंगलमेंट को ऑटोपायलट पर चलाने में सफल हुए भौतिकविद

ऑस्ट्रिया के इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (आईएसटीए) के भौतिकविदों ने दूर स्थित क्यूबिट्स के बीच क्वांटम एंटैंगलमेंट (क्वांटम उलझाव) को पूरी तरह स्वचालित तरीके से बनाने का एक तरीका दिखाया है। यह जुड़े हुए प्रकाश कणों से बने 'क्वांटम बाथ' के जरिए संभव हुआ। फिजिकल रिव्यू एक्स में प्रकाशित यह प्रयोग, 20 साल से भी पहले प्रस्तावित एक विचार का पहला प्रायोगिक प्रदर्शन है, और यह व्यावहारिक क्वांटम तकनीकों के लिए एक नया आधार बन सकता है।

एंटैंगलमेंट के जरिए कण या सिस्टम ऐसे संबंध साझा करते हैं जिन्हें शास्त्रीय भौतिकी नहीं समझा सकती। अलग-अलग स्थित क्यूबिट्स के बीच इसे बनाना बड़े क्वांटम कंप्यूटर और क्वांटम नेटवर्क बनाने के लिए जरूरी है। पहले के तरीकों में आमतौर पर एक क्यूबिट से दूसरे को सक्रिय रूप से नियंत्रित एक फोटॉन भेजा जाता था, या हर क्यूबिट एक फोटॉन छोड़ता था जिन्हें बाद में मिलाया जाता था। दूसरे तरीके को 2022 के भौतिकी नोबेल पुरस्कार से मान्यता मिली थी; फिर भी दोनों तरीके बार-बार माप पर निर्भर रहते हैं और हमेशा सफल नहीं होते।

आईएसटीए के पीएचडी छात्र अलेहांद्रो आंद्रेस-हुआनेस और प्रोफेसर योहानेस फिंक ने अंतरराष्ट्रीय सहयोगियों के साथ मिलकर, जुड़े हुए प्रकाश कणों के एक साझा स्रोत का उपयोग कर दो अलग क्यूबिट्स को स्वचालित रूप से उलझाया। आंद्रेस-हुआनेस ने कहा: "दूर से ही उलझी हुई अवस्थाओं को स्थिर रखने से, हमारा तरीका पूरी तरह स्वचालित है। इसके लिए सक्रिय नियंत्रण या माप की जरूरत नहीं।" फिंक ने बताया कि क्यूबिट्स के आसपास का वातावरण, यानी 'क्वांटम बाथ', ही एंटैंगलमेंट का स्रोत बन जाता है। इससे बनी स्थिति क्यूबिट्स के अपने 'जीवनकाल' से आगे भी बनी रहती है और आगे की क्वांटम प्रक्रिया के लिए एक संसाधन के रूप में उपलब्ध रहती है। टीम ने माइक्रोवेव फोटॉन का इस्तेमाल किया, जो अग्रणी सुपरकंडक्टिंग-क्यूबिट तकनीक के केंद्र में हैं। क्वांटम टोमोग्राफी तकनीक से, 20 से 80 नैनोसेकंड तक चले मापों से तालमेल की पुष्टि की गई।

शोधकर्ताओं के अनुसार, यह तरीका सक्रिय रूप से नियंत्रित तकनीकों जितना कारगर अभी नहीं है; यह बाथ में उपलब्ध एंटैंगलमेंट का केवल लगभग 10% ही स्थानांतरित करता है। उनका कहना है कि इसे कई दूर स्थित क्यूबिट्स को तालमेल में लाने के लिए बड़े स्तर पर इस्तेमाल किया जा सकता है। उनका मानना है कि मूल सिद्धांत को साबित करने में दो दशक से अधिक समय इसलिए लगा, क्योंकि यह ऐसी आदर्श परिस्थितियों में विकसित हुआ था जिन्हें प्रयोगशाला में दोहराना कठिन था।