నెట్వర్క్డ్ క్వాంటం వ్యవస్థల కోసం ఒక మైలురాయి
యూరప్లోని పరిశోధకులు, క్వాంటం నెట్వర్కింగ్ను ప్రాయోగిక వాస్తవానికి ఒక అడుగు దగ్గరగా తీసుకెళ్లే ఫలితాన్ని నివేదించారు: రెండు వేర్వేరు ఫోటాన్ మూలాల మధ్య క్వాంటం సమాచార టెలిపోర్టేషన్. ScienceDaily ద్వారా విడుదలైన సమాచారం ప్రకారం, ఈ బృందం 270 మీటర్ల ఓపెన్-ఎయిర్ ఆప్టికల్ లింక్ను ఉపయోగించి ఒక క్వాంటం డాట్ నుండి మరొకదానికి ఒకే ఫోటాన్ యొక్క ధ్రువీకరణ స్థితిని బదిలీ చేసింది.
Nature Communications లో ప్రచురితమైన ఈ ప్రయోగం ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే ఇది ఒకే పంచుకున్న మూలంపై ఆధారపడకుండా స్వతంత్ర క్వాంటం ఎమిటర్లను కలుపుతుంది. ఈ తేడా, వాస్తవ దూరాల్లో సున్నితమైన క్వాంటం స్థితులను మార్పిడి చేయడానికి అనేక వేర్వేరు నోడ్లు అవసరమయ్యే క్వాంటం ఇంటర్నెట్ యొక్క దీర్ఘకాలిక నిర్మాణానికి ముఖ్యమైనది.
సాధారణ భాషలో చెప్పాలంటే, అంతరిక్షం ద్వారా ఏ భౌతిక వస్తువూ సాంప్రదాయ అర్థంలో తరలించబడలేదు. దానికి బదులుగా, ఒక ఫోటాన్ యొక్క ధ్రువీకరణ స్థితిని వివరించే క్వాంటం లక్షణాలు టెలిపోర్టేషన్ ప్రోటోకాల్ ద్వారా మరో వ్యవస్థలో పునరుత్పత్తి చేయబడ్డాయి. ఇటువంటి ప్రోటోకాల్స్ ఆకర్షణ ఏమిటంటే, భవిష్యత్ నెట్వర్కులు అల్ట్రా-సెక్యూర్ కమ్యూనికేషన్ మరియు మరింత అభివృద్ధి చెందిన పంపిణీ క్వాంటం సాంకేతికతల వంటి పనుల కోసం క్వాంటం సమాచారాన్ని ప్రసారం చేయడానికి అవి సహాయపడవచ్చు.
వేర్వేరు క్వాంటం డాట్లు ఎందుకు ముఖ్యము
క్వాంటం డాట్లు అనేవి నియంత్రిత కాంతి మూలాలుగా పనిచేయగల సెమీకండక్టర్ నిర్మాణాలు, అందువల్ల అవి స్కేలబుల్ పరికరాల కోసం ఆకర్షణీయమైన నిర్మాణ బ్లాక్స్. ఈ రకమైన రెండు వేర్వేరు ఫోటాన్ మూలాల మధ్య క్వాంటం సమాచారాన్ని విజయవంతంగా టెలిపోర్ట్ చేసిన తొలి ఉదాహరణ ఇదేనని పరిశోధకులు చెబుతున్నారు. అది రంగం ఈ ఫలితాన్ని స్వీకరిస్తే, మరింత గట్టిగా సమీకృతమైన లేదా తక్కువ స్వతంత్ర వ్యవస్థలపై ఆధారపడే ప్రదర్శనల కంటే ఇది ఒక ముఖ్యమైన ముందడుగు అవుతుంది.
270 మీటర్ల స్వేచ్ఛా-అంతరిక్ష లింక్ కూడా ఒక ముఖ్యమైన ఇంజినీరింగ్ అంశం. ప్రయోగశాల క్వాంటం ప్రయోగాలు అమలు గురించి ఎక్కువ చెప్పకపోయినా నమ్మదగినవిగా అనిపించవచ్చు, కానీ ఓపెన్-ఎయిర్ ప్రసారం భవిష్యత్ నెట్వర్కులు ఎదుర్కొనే ప్రాయోగిక వాస్తవాలను పరీక్షించడం ప్రారంభిస్తుంది. నియంత్రణ లేని భౌతిక ఖాళీ మీద సున్నితమైన క్వాంటం స్థితులను పంపడం, ఒకే పరికరం లోపల భాగాలను కలపడం కంటే పూర్తిగా భిన్నం.
ఈ పని దీర్ఘకాలిక సహకారం ఫలితమని పరిశోధకులు వివరించారు. పాడర్బోర్న్ యూనివర్సిటీలో, ప్రొఫెసర్ రినాల్డో ట్రొట్టా నేతృత్వంలోని సాపియెంజా యూనివర్సిటీ ఆఫ్ రోమ్ బృందంతో కలిసి, డాక్టరల్ మరియు పోస్ట్డాక్టరల్ పరిశోధకులు సుమారు దశాబ్దం పాటు ఆప్టికల్ కొలతలు, డేటా విశ్లేషణ, మరియు మూల్యాంకనంపై పనిచేసినట్లు నివేదించారు. హెడ్లైన్ క్వాంటం పురోగతులు అకస్మాత్తు దూకుళ్లకన్నా నెమ్మదైన ప్రయోగాత్మక మెరుగుదలల ఫలితమని ఈ కాలరేఖ గుర్తుచేస్తుంది.
ఎంటాంగిల్మెంట్ నుండి మౌలిక సదుపాయాల వరకు
విస్తృతమైన సాంకేతిక వాగ్దానం క్వాంటం కమ్యూనికేషన్లో ఉంది. ఎంటాంగిల్డ్ క్వాంటం వ్యవస్థలు క్లాసికల్ నెట్వర్కుల్లో లేనటువంటి భద్రత మరియు కమ్యూనికేషన్ లక్షణాలను అందించగలవు. సూత్రపరంగా, ఒక క్వాంటం ఇంటర్నెట్ tamper-evident key distribution మరియు distributed sensing వంటి పనులకు మద్దతు ఇవ్వగలదు, అలాగే భవిష్యత్ క్వాంటం కంప్యూటర్లను కూడా అనుసంధానించగలదు.
అయితే, ప్రధాన సవాల్ ఎప్పుడూ ఒంటరిగా ఉన్న క్వాంటం ప్రభావాలను చూపించడం కాదు. విశ్వసనీయంగా క్వాంటం సమాచారాన్ని ఉత్పత్తి చేయగల, బదిలీ చేయగల, మరియు ధృవీకరించగల నెట్వర్క్-సామర్థ్య హార్డ్వేర్ను సృష్టించడమే, తద్వారా పెద్ద వ్యవస్థలు ఏర్పడతాయి. స్వతంత్ర ఎమిటర్ల మధ్య టెలిపోర్టేషన్ ఈ సమస్యను నేరుగా స్పృశిస్తుంది. క్వాంటం కమ్యూనికేషన్ను చాలా తక్కువ దూరాలకంటే ముందుకు విస్తరించడానికి అవసరమైన క్వాంటం రిలేలకు ఇది ఒక దారిని సూచిస్తుంది.
పాడర్బోర్న్ యూనివర్సిటీకి చెందిన ప్రొఫెసర్ క్లాస్ యోన్స్, సెమీకండక్టర్ క్వాంటం-డాట్ కాంతి మూలాలు భవిష్యత్ క్వాంటం కమ్యూనికేషన్ నెట్వర్కుల కోసం కీలక సాంకేతికత కావచ్చని పేర్కొన్నారు. ఈ వాదన కేవలం భౌతిక శాస్త్ర సౌందర్యం గురించి మాత్రమే కాదు. క్వాంటం నెట్వర్కింగ్ ప్రత్యేక ప్రయోగశాల సెటప్లను దాటి వెళ్లాలంటే, తయారు చేయగల పరికరాల అవకాశాన్ని సెమీకండక్టర్ ప్లాట్ఫార్ములు అందిస్తాయి, ఇది అత్యంత కీలకం.
అయితే, ఈ ఫలితాన్ని పూర్తి క్వాంటం ఇంటర్నెట్గా భావించకూడదు. 270 మీటర్ల ప్రదర్శన ఒక సాధ్యసాధ్యతను చూపే అడుగు, అమలు చేయదగిన నెట్వర్క్ కాదు. ఈ రకమైన టెలిపోర్టేషన్ను దృఢమైన, బహు-నోడ్ మౌలిక సదుపాయాలుగా విస్తరించడానికి ఫిడెలిటీ, సమకాలీకరణ, స్థిరత్వం, మరియు ఇతర క్వాంటం హార్డ్వేర్తో సమీకరణంలో పురోగతి అవసరం. మూల విజ్ఞానం నిరూపితమైన తర్వాత కూడా ఇవి కఠినమైన ఇంజినీరింగ్ సమస్యలే.
ఇంకా, ఈ రంగానికి ఇలాంటి ఫలితాలే అవసరం. ఇది క్వాంటం నెట్వర్కింగ్ను సిద్ధాంత స్థాయి నుంచి వ్యవస్థ-కేంద్రీకృత స్థాయికి తీసుకెళ్లే పెరుగుతున్న పరిశోధనలో భాగం. ఈ సామర్థ్యాలను పరిశోధకులు ఎక్కువ దూరాలు మరియు ఎక్కువ పరికరాల మీద క్వాంటం సమాచారాన్ని కాపాడే రిలే నిర్మాణాలుగా కలపగలరా అన్నదే ప్రాయోగిక పరీక్ష.
ప్రస్తుతం, ఈ పురోగతిని స్వతంత్ర ఘన-స్థితి క్వాంటం ఎమిటర్లు అనేక రోడ్మ్యాప్లకు అవసరమైన పనిని చేయగలవని నిరూపణగా అర్థం చేసుకోవడం ఉత్తమం. అందుకే ఈ ప్రయోగం ప్రత్యేకంగా నిలుస్తుంది. ఇది జాగ్రత్తగా సిద్ధం చేసిన వాతావరణంలో టెలిపోర్టేషన్ సాధ్యమని మాత్రమే చూపడం కాదు; భవిష్యత్ క్వాంటం కమ్యూనికేషన్ నోడ్ల కోసం ఒక సాధ్యమైన హార్డ్వేర్ మార్గాన్ని కూడా చూపిస్తోంది.
ఈ వ్యాసం Science Daily నివేదిక ఆధారంగా ఉంది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.
Originally published on sciencedaily.com