একটি একক কোয়ান্টাম কণার মধ্যে কি অতি-নির্ভুল ঘড়ি, একটি কম্পিউটিং প্রসেসর এবং ভৌত প্রক্রিয়ার সিমুলেটরকে একত্রিত করা সম্ভব? বোল্ডারের ঝিলা (JILA) ল্যাবরেটরির পদার্থবিদরা ইনসব্রুক বিশ্ববিদ্যালয়ের সহকর্মীদের সাথে মিলে প্রমাণ করেছেন যে এটি সম্ভব। তারা ইটারবিয়াম-১৭১ পরমাণুর ওপর ভিত্তি করে একটি কোয়ান্টাম "মাল্টিটুল" তৈরি করেছেন, যা লেজারের নির্দেশে নিজের কার্যকারিতা পরিবর্তন করতে সক্ষম।
এখন পর্যন্ত কোয়ান্টাম প্রযুক্তিগুলো একে অপরের সমান্তরালে বিকশিত হচ্ছিল। একদল বিজ্ঞানী গণনার জন্য কিউবিট তৈরি করছিলেন, অন্য দল জটিল সিস্টেমের মডেলিংয়ের কাজ করছিলেন এবং তৃতীয় একটি দল তৈরি করছিলেন অপটিক্যাল ঘড়ি। সমস্যাটি ছিল এই যে, ভিন্ন ভিন্ন কাজের জন্য স্বতন্ত্র ভৌত বৈশিষ্ট্যের প্রয়োজন পড়ে।
অ্যাডাম কাউফম্যানের নেতৃত্বাধীন দলটি এর একটি চমৎকার সমাধান খুঁজে পেয়েছেন। তারা ইটারবিয়ামের তিনটি জোড়া শক্তি স্তর ব্যবহার করেছেন যাদের একটি সাধারণ "অ্যাঙ্কর" বা নোঙ্গর স্থিতি রয়েছে। পরমাণুর ওপর নির্দিষ্ট কম্পাঙ্কের লেজার পালস প্রয়োগ করে গবেষকরা কোনো তথ্য না হারিয়েই এক মোড থেকে অন্য মোডে কোয়ান্টাম সুপারপজিশন তাৎক্ষণিকভাবে স্থানান্তর করতে সক্ষম হয়েছেন।
একই পরমাণু এখন তিনটি ভিন্ন রূপে কাজ করে:
- নিউক্লিয়ার কিউবিট: এটি নিউক্লিয়ার স্পিন ব্যবহার করে যা বাহ্যিক হস্তক্ষেপের প্রতি প্রায় সংবেদনশীল নয় এবং তথ্য নির্ভরযোগ্যভাবে সংরক্ষণ করতে পারে।
- রিডবার্গ কিউবিট: এটি ইলেকট্রনের উচ্চ উত্তেজনার ফলে তৈরি হয়, যা কম্পিউটিং কার্যক্রমের জন্য পরমাণুগুলোকে একে অপরের সাথে দ্রুত মিথস্ক্রিয়া করতে দেয়।
- অপটিক্যাল কিউবিট: এটি পারমাণবিক ঘড়িতে ব্যবহৃত শক্তি স্তরগুলোকে কাজে লাগায় যা অত্যন্ত সুক্ষ্ম পরিমাপের জন্য অপরিহার্য।
গবেষণার অংশ হিসেবে বিজ্ঞানীরা একটি পূর্ণাঙ্গ কার্যচক্র প্রদর্শন করেছেন। তারা ২০টি পর্যন্ত পরমাণুকে এন্ট্যাঙ্গেলমেন্টের মাধ্যমে সংযুক্ত করেছেন এবং ৯৯.৭৮% নির্ভুলতার সাথে দুই-কিউবিট অপারেশন সম্পন্ন করেছেন। যদি মোড পরিবর্তনের প্রক্রিয়ায় কোনো ত্রুটি দেখা দেয়, তবে সিস্টেমটি অপটিক্যাল কন্ট্রোলের মাধ্যমে তা শনাক্ত করে এবং বিফল প্রচেষ্টাগুলোকে বাদ দিয়ে দেয়।
ভবিষ্যতে এই বহুমুখী সক্ষমতা কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এবং নির্ভুল পরিমাপবিদ্যার মধ্যকার ব্যবধান ঘুচিয়ে দেবে। প্রকৌশলীদের আর সিস্টেমের স্থিতিশীলতা এবং কাজের গতির মধ্যে কোনো একটিকে বেছে নেওয়ার জটিলতায় ভুগতে হবে না। একটি প্ল্যাটফর্মের অধীনে এই তিনটি মোডের একীভূতকরণ ব্যবহারিক কোয়ান্টাম কম্পিউটারের আবির্ভাবকে উল্লেখযোগ্যভাবে ত্বরান্বিত করবে, যা ভারী হার্ডওয়্যার পরিবর্তন ছাড়াই বাস্তবিক প্রয়োগযোগ্য সমস্যার সমাধান করতে পারবে।
