हजारो किलोमीटर दूर असलेल्या क्वांटम कॉम्प्युटरद्वारे प्रचंड प्रमाणात क्वांटम डेटाची देवाणघेवाण JPL आणि Caltech द्वारे तयार केलेल्या नवीन डिटेक्टरद्वारे केली जाऊ शकते. सध्याच्या संगणकांपेक्षा लाखो पट वेगाने धावण्याची क्षमता क्वांटम कॉम्प्युटिंगमध्ये आहे. तथापि, क्वांटम संगणकांना लांब अंतरावर जोडण्यासाठी, विशेष क्वांटम कम्युनिकेशन नेटवर्कची आवश्यकता असेल.
असे वेब तयार करण्यात मदत करण्यासाठी, नासाच्या जेट प्रोपल्शन लॅबोरेटरी आणि कॅलटेक येथील शास्त्रज्ञांनी एक उपकरण तयार केले आहे जे अविश्वसनीय अचूकतेसह असंख्य लहान फोटॉन (क्वांटम प्रकाशाचे कण) मोजू शकते. काउंटिंग ऑप्टिकल क्वांटा (पीईएसीओक्यू) डिटेक्टरसाठी कार्यप्रदर्शन-वर्धित अॅरे प्रत्येक फोटॉन प्रति सेकंद 100 अब्ज फोटॉनच्या दराने, 1,5 ट्रिलियनव्या सेकंदात स्वतःला आदळते तेव्हाचे निरीक्षण करू शकतो; हे आगीच्या नळीतून फवारलेल्या पाण्याचे वैयक्तिक थेंब मोजण्यासारखे आहे. इतर डिटेक्टर हा वेग गाठू शकले नाहीत.
"आतापर्यंत लांब अंतरावरील क्वांटम माहितीचे प्रसारण खूप मर्यादित आहे," PEACOQ प्रोजेक्ट टीमच्या Ioana Craiciu, JPL मधील पोस्टडॉक्टरल संशोधक आणि अभ्यासाच्या पहिल्या लेखक म्हणाल्या. "उच्च गतीने क्वांटम माहिती प्रसारित करणे शक्य आहे आणि PEACOQ सारख्या नवीन डिटेक्टर तंत्रज्ञानामुळे शक्य आहे जे मिलिसेकंद अचूकतेच्या अंशाने एकल फोटॉन मोजू शकतात."
पारंपारिक संगणक माहिती 1s आणि 0s ची मालिका म्हणून कॉपी करतात, सामान्यतः बिट्स म्हणून ओळखले जातात आणि मॉडेम आणि संप्रेषण नेटवर्कद्वारे पाठवतात. बिट्स नंतर केबल्स, ऑप्टिकल फायबर आणि स्पेसवर रेडिओ लहरी किंवा प्रकाशाच्या चमकांचा वापर करून हस्तांतरित केले जातात. तुकडे पुनर्प्राप्त केल्यानंतर, ते मूळ डेटा तयार करण्यासाठी पुन्हा एकत्र केले जातात.
क्वांटम संगणकांमधील संवाद भिन्न आहे. क्वांटम बिट्स किंवा क्यूबिट्स माहिती संग्रहित करण्यासाठी वापरले जातात, जे इलेक्ट्रॉन आणि फोटॉनसारखे मूलभूत कण आहेत जे नष्ट केल्याशिवाय पुनरुत्पादित आणि पुन्हा प्रसारित केले जाऊ शकत नाहीत. एन्कोडेड फोटॉन्सचा वापर करून ऑप्टिकल फायबर्सवर फक्त काही डझन मैल प्रसारित केल्यावर क्वांटम माहिती विकृत होते, अडचण वाढते आणि भविष्यातील कोणत्याही नेटवर्कचा संभाव्य आकार मोठ्या प्रमाणात कमी होतो.
एक विशेष मुक्त-स्पेस ऑप्टिकल क्वांटम नेटवर्कमध्ये पृथ्वी-प्रदक्षिणा करणाऱ्या उपग्रहांवरील स्पेस "नोड्स" समाविष्ट असू शकतात ज्यामुळे क्वांटम संगणकांना या मर्यादांच्या बाहेर संवाद साधता येईल. हे नोड्स फोटॉनच्या अडकलेल्या जोड्या निर्माण करून आणि त्यांना शेकडो किंवा कदाचित हजारो किलोमीटर अंतरावर असलेल्या दोन क्वांटम संगणक टर्मिनल्सवर पाठवून डेटा ट्रान्समीटर म्हणून काम करतील.
त्यांच्यामध्ये मोठे अंतर असतानाही, अडकलेल्या फोटॉन जोड्या एकमेकांशी इतक्या जोडलेल्या असतात की एकाचे मोजमाप केल्याने दुसऱ्याच्या मोजमापाचे परिणाम त्वरित बदलतात. तथापि, PEACOQ सारख्या अतिसंवेदनशील डिटेक्टरला प्रत्येक फोटॉन केव्हा प्राप्त होतो त्याचे अचूक मोजमाप करणे आणि त्यात असलेला डेटा प्रसारित करणे आवश्यक आहे जेणेकरून हे अडकलेले फोटॉन क्वांटम संगणकाच्या टर्मिनलद्वारे प्राप्त केले जाऊ शकतात.
पिसारा सुपरकंडक्टर
डिटेक्टर हे एक लहान साधन आहे. यात सिलिकॉन चिपवर 32 निओबियम नायट्राइड सुपरकंडक्टिंग नॅनोवायर आहेत, रेडिएटिंग कनेक्टर जे डिटेक्टरला त्याचे नाव देतात. डिटेक्टर फक्त 13 मायक्रॉन रुंद आहे. प्रत्येक नॅनोवायर मानवी केसांपेक्षा 10.000 पट पातळ आहे.
JPL च्या सूक्ष्म उपकरण प्रयोगशाळेने विकसित केलेले आणि NASA च्या स्पेस कम्युनिकेशन्स अँड नेव्हिगेशन (SCaN) प्रोग्रामद्वारे समर्थित, PEACOQ डिटेक्टर क्रायोजेनिक तापमानात ठेवले पाहिजे जे पूर्णपणे शून्य (उणे 272 अंश सेल्सिअस) खाली फक्त 458 अंश फॅरेनहाइट आहे. हे नॅनोवायरची सुपरकंडक्टिंग स्थिती टिकवून ठेवते; क्वांटम डेटा प्रसारित करणार्‍या विद्युतीय डाळींमध्ये शोषलेल्या फोटॉनचे रूपांतर करण्यासाठी त्यांच्यासाठी हे आवश्यक आहे.
एकल फोटॉन शोधण्यासाठी डिटेक्टर पुरेसा संवेदनशील असणे आवश्यक आहे, परंतु एकाच वेळी अनेक फोटॉन्सचा भडिमार सहन करण्यासाठी देखील तो तयार केला गेला पाहिजे. हा डेड टाईम कमीत कमी ठेवला जातो, जरी डिटेक्टरमधील प्रत्येक सुपरकंडक्टिंग नॅनोवायर फोटॉनने मारल्यावर अधिक फोटॉन शोधण्याची क्षमता तात्पुरते गमावते. PEACOQ मध्ये 32 nanowires देखील आहेत, त्यामुळे जेव्हा एक "मृत्यू" करतो तेव्हा इतर शून्यता भरू शकतात.
Craiciu च्या मते, PEACOQ चा वापर लवकरच प्रयोगशाळेतील प्रयोगांमध्ये जलद दराने किंवा जास्त अंतरावर क्वांटम कम्युनिकेशन प्रदर्शित करण्यासाठी केला जाईल. दीर्घकाळात, जगभरात क्वांटम डेटा कसा पाठवायचा या समस्येवर ते उपाय देऊ शकते.
खोल अंतराळ चाचणी
PEACOQ हे NASA च्या डीप स्पेस ऑप्टिकल कम्युनिकेशन्स (DSOC) तंत्रज्ञान प्रात्यक्षिकासाठी तयार केलेल्या डिटेक्टरवर आधारित आहे आणि अवकाश आणि पृथ्वी यांच्यातील मुक्त स्पेस ऑप्टिकल संप्रेषण सक्षम करण्यासाठी NASA च्या मोठ्या उपक्रमाचा भाग आहे. पृथ्वी आणि खोल अंतराळ यांच्यातील भविष्यातील उच्च-बँडविड्थ ऑप्टिकल संप्रेषण कसे कार्य करू शकते हे प्रदर्शित करण्यासाठी DSOC या वर्षाच्या शेवटी प्रथमच NASA च्या Psyche मिशनसह लॉन्च करेल.
दक्षिण कॅलिफोर्नियामधील कॅलटेकच्या पालोमार वेधशाळेतील DSOC ग्राउंड टर्मिनल क्वांटम माहिती प्रसारित करणार नाही, तरीही DSOC ट्रान्सीव्हरमधून लेसरमधून येणारे वैयक्तिक फोटॉन खोल जागेतून प्रवास करताना मोजण्यासाठी समान उच्च अचूकता आवश्यक आहे.
जेपीएलच्या सुपरकंडक्टिंग डिटेक्टरच्या कामासाठी जबाबदार असलेले मॅट शॉ म्हणाले, “हे वेगळ्या डिटेक्टर श्रेणीचे समान तंत्रज्ञान मानले जाते. "ते क्वांटम माहितीसह कोड केलेले असले किंवा आम्हाला अंतराळातील लेसर स्त्रोतावरून एकल फोटॉन शोधायचे असले तरीही आम्ही एकल फोटॉन मोजत आहोत," तो म्हणाला.
स्रोत: jpl.nasa.gov/news
Günceleme: 03/03/2023 18:57