ऑस्ट्रेलियाई नेशनल यूनिवर्सिटी (एएनयू) में वैज्ञानिकों की एक टीम के नेतृत्व में नए शोध ने क्वांटम कंप्यूटरों का उपयोग करके सूक्ष्म वस्तुओं के अधिक सटीक माप प्राप्त करने का एक तरीका रेखांकित किया है- एक कदम जो बायोमेडिकल समेत अगली पीढ़ी की प्रौद्योगिकियों की एक बड़ी श्रृंखला में उपयोगी साबित हो सकता है। संवेदन।

 

एक बड़ी रोजमर्रा की वस्तु जैसे कार के विभिन्न व्यक्तिगत गुणों की जांच करना काफी सरल है: एक कार की एक अच्छी तरह से परिभाषित स्थिति, रंग और गति होती है। हालाँकि, यह बहुत पेचीदा हो जाता है जब सूक्ष्म क्वांटम वस्तुओं जैसे फोटॉन-प्रकाश के छोटे छोटे कणों की जांच करने की कोशिश की जाती है।

 

ऐसा इसलिए है क्योंकि क्वांटम ऑब्जेक्ट्स के कुछ गुण जुड़े हुए हैं, और एक संपत्ति को मापने से दूसरी संपत्ति को परेशान किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रॉन की स्थिति को मापने से इसकी गति प्रभावित होगी और इसके विपरीत।

 

ऐसे गुण संयुग्मी गुण कहलाते हैं। यह हाइजेनबर्ग के प्रसिद्ध अनिश्चितता सिद्धांत का प्रत्यक्ष प्रकटीकरण है - एक साथ क्वांटम वस्तु के दो संयुग्मित गुणों को यादृच्छिक सटीकता के साथ मापना संभव नहीं है।

 

प्रमुख लेखक और एएनयू पीएच.डी. शोधकर्ता लोर्कन कॉनलन, यह क्वांटम यांत्रिकी की परिभाषित चुनौतियों में से एक है।

"हम क्वांटम ऑब्जेक्ट्स के संयुग्मित गुणों को अधिक सटीक रूप से निर्धारित करने के लिए एक माप तैयार करने में सक्षम थे। उल्लेखनीय रूप से, हमारे सहयोगी इस माप को दुनिया भर की विभिन्न प्रयोगशालाओं में लागू करने में सक्षम थे," कॉनलन ने कहा।

"अधिक  महत्वपूर्ण हैं, और बायोमेडिकल सेंसिंग, लेजर रेंजिंग और क्वांटम संचार सहित सभी प्रकार की तकनीकों के लिए नई संभावनाओं को खोल सकते हैं।

 

नई तकनीक क्वांटम सिस्टम की एक अजीब विचित्रता के इर्द-गिर्द घूमती है, जिसे उलझाव के रूप में जाना जाता है। शोधकर्ताओं के अनुसार, दो समान उलझने से  और उन्हें एक साथ मापकर, वैज्ञानिक उनके गुणों को अधिक सटीक रूप से निर्धारित कर सकते हैं, यदि उन्हें व्यक्तिगत रूप से मापा गया हो।

सह-लेखक डॉ सैयद असद ने कहा, "दो समान क्वांटम सिस्टमों को जोड़कर, हम अधिक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।" "क्वांटम सिस्टम की किसी भी संपत्ति को मापने से जुड़े कुछ अपरिहार्य शोर हैं। दोनों को उलझाकर, हम इस शोर को कम करने और अधिक सटीक माप प्राप्त करने में सक्षम हैं।"

 

सिद्धांत रूप में, बेहतर सटीकता प्राप्त करने के लिए तीन या अधिक क्वांटम प्रणालियों को उलझाना और मापना संभव है, लेकिन इस मामले में, प्रयोग सिद्धांत से सहमत होने में विफल रहे। फिर भी, लेखकों को भरोसा है कि भविष्य के क्वांटम कंप्यूटर इन सीमाओं को पार करने में सक्षम होंगे।

कॉनलोन ने कहा, "त्रुटि-सुधारित क्वैब वाले क्वांटम कंप्यूटर भविष्य में अधिक से अधिक प्रतियों के साथ लाभप्रद रूप से मापने में सक्षम होंगे।"

 

इंस्टीट्यूट ऑफ मैटेरियल्स रिसर्च एंड इंजीनियरिंग (आईएमआरई) में ए * स्टार प्रमुख क्वांटम वैज्ञानिक प्रोफेसर पिंग कोय लैम के मुताबिक, इस काम की प्रमुख ताकतों में से एक यह है कि शोर परिदृश्यों में अभी भी क्वांटम वृद्धि देखी जा सकती है।

"व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए, जैसे बायोमेडिकल मापन में, यह महत्वपूर्ण है कि हम तब भी लाभ देख सकें जब सिग्नल अनिवार्य रूप से शोर वास्तविक दुनिया के वातावरण में एम्बेडेड हो," उन्होंने कहा।

 

ए*स्टार इंस्टीट्यूट ऑफ मैटेरियल्स रिसर्च एंड इंजीनियरिंग (आईएमआरई), जेना विश्वविद्यालय, इंसब्रुक विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के सहयोग से एआरसी सेंटर ऑफ एक्सीलेंस फॉर क्वांटम कम्प्यूटेशन एंड कम्युनिकेशन टेक्नोलॉजी (सीक्यूसी2टी) के विशेषज्ञों द्वारा अध्ययन किया गया था। और मैक्वेरी विश्वविद्यालय। Amazon Web Services ने अनुसंधान और वास्तुशिल्प सहायता प्रदान करके और Amazon ब्रैकेट का उपयोग करके Rigetti Aspen-9 डिवाइस उपलब्ध कराकर सहयोग किया।

 

शोधकर्ताओं ने 19 अलग-अलग क्वांटम कंप्यूटरों पर तीन अलग-अलग प्लेटफार्मों पर अपने सिद्धांत का परीक्षण किया: सुपरकंडक्टिंग, ट्रैप्ड आयन और फोटोनिक क्वांटम कंप्यूटर। ये विश्व-अग्रणी उपकरण पूरे यूरोप और अमेरिका में स्थित हैं और क्लाउड-एक्सेसिबल हैं, जिससे दुनिया भर के शोधकर्ताओं को कनेक्ट करने और महत्वपूर्ण शोध करने की अनुमति मिलती है।

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