क्वांटम कंप्यूटिंग
नैनोएंटेना उन्नत क्वांटम संचार और डेटा स्टोरेज को सक्षम बनाता है
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ओसाका विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने अपने सहयोगी भागीदारों के साथ मिलकर एक नैनोएंटेना बनाया है जो अल्ट्रा-सुरक्षित, लंबी दूरी के संचार के लिए बड़े प्रभाव डाल सकता है।
हालिया अध्ययन अप्लाइड फिजिक्स एक्सप्रेस में प्रकाशित हुआ था।
टीम ने एक धातु नैनोस्ट्रक्चर के माध्यम से फोटॉन-टू-इलेक्ट्रॉन रूपांतरण को काफी हद तक बढ़ाया, जो डेटा साझा करने और प्रोसेस करने के लिए प्रौद्योगिकियों के विकास को आगे बढ़ाएगा।
लंबी दूरी पर क्वांटम जानकारी का संचार
चूंकि क्लासिकल कंप्यूटर जानकारी सरल चालू/बंद पढ़ने पर आधारित है, इसलिए यह जानकारी को लंबी दूरी पर प्रेषित करने के लिए एक प्रौद्योगिकी का उपयोग करना अपेक्षाकृत आसान है। हालांकि, क्वांटम जानकारी अधिक जटिल है और सुरक्षित पढ़ने पर आधारित है, जैसे कि इलेक्ट्रॉन स्पिन।
सेमीकंडक्टर नैनोबॉक्स, या क्वांटम डॉट, ऐसे सामग्री हैं जिन पर शोधकर्ता क्वांटम जानकारी को संग्रहीत और स्थानांतरित करने के लिए देख रहे हैं। हालांकि, क्वांटम रिपीटर प्रौद्योगिकियों को विभिन्न तरीकों से सीमित किया जाता है, जिनमें फोटॉन-आधारित जानकारी को इलेक्ट्रॉन-आधारित जानकारी में परिवर्तित करने की वर्तमान दृष्टिकोण शामिल है। यह प्रक्रिया अत्यधिक अकुशल है, जिसके कारण शोधकर्ताओं की टीम ने इस रूपांतरण और स्थानांतरण समस्या को पार करने के लिए नए तरीकों की तलाश शुरू की।
नैनोएंटेना
रियो फुकाई इस अध्ययन के प्रमुख लेखक हैं।
“गैलियम आर्सेनाइड क्वांटम डॉट में एकल फोटॉन को एकल इलेक्ट्रॉन में परिवर्तित करने की क्षमता वर्तमान में बहुत कम है,” फुकाई कहते हैं। “इसलिए, हमने एक नैनोएंटेना को डिज़ाइन किया – जो सोने के अल्ट्रा-छोटे संकेंद्रित वलय से बना है – एक एकल क्वांटम डॉट पर प्रकाश को केंद्रित करने के लिए, जिसके परिणामस्वरूप हमारे उपकरण से एक वोल्टेज पढ़ाउट हुआ।”
इस अध्ययन के एक प्रभावशाली परिणाम यह है कि टीम नैनोएंटेना का उपयोग किए बिना की तुलना में फोटॉन अवशोषण को 9 गुना तक बढ़ाने में सक्षम थी। अधिकांश फोटोजेनरेटेड इलेक्ट्रॉन एकल क्वांटम डॉट को रोशन करने पर फंस नहीं गए। इसके बजाय, वे उपकरण में अशुद्धियों या अन्य स्थानों में जमा हो गए।
अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों ने एक न्यूनतम वोल्टेज पढ़ाउट दिया जो क्वांटम डॉट इलेक्ट्रॉन द्वारा उत्पन्न एक से अलग किया जा सकता था। इसका मतलब है कि उपकरण का इरादा पढ़ाउट बाधित नहीं हुआ।
अकिरा ओइवा इस शोध के वरिष्ठ लेखक हैं।
“सैद्धांतिक सिमुलेशन से पता चलता है कि हम फोटॉन अवशोषण को 25 गुना तक बढ़ा सकते हैं,” ओइवा कहते हैं। “प्रकाश स्रोत के संरेखण में सुधार और नैनोएंटेना को अधिक सटीक रूप से बनाना हमारे समूह में चल रहे शोध दिशा है।”
यह नया शोध क्वांटम संचार और जानकारी नेटवर्क को आगे बढ़ाने के लिए स्थापित नैनोफोटोनिक्स प्रदान करता है। यह जानकारी सुरक्षा और डेटा प्रोसेसिंग में संभावित अनुप्रयोगों के साथ नए प्रकार की क्वांटम प्रौद्योगिकियों को जन्म दे सकता है।
