ന്യൂഡൽഹി / 2026 / സെപ്റ്റംബർ 08
ക്വാണ്ടം സംവിധാനങ്ങളിൽ എൻടാംഗിൾമെന്റ് നഷ്ടപ്പെടുന്നത് വൈകിപ്പിക്കാനും ചില സാഹചര്യങ്ങളിൽ പൂർണമായി ഒഴിവാക്കാനും ശരിയായ സമയത്ത് നടത്തുന്ന ഒറ്റ ഫ്ലിപ്പ് പ്രവർത്തനം സഹായിക്കുമെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞർ കണ്ടെത്തി. രാമൻ റിസർച്ച് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട്, കാൽഗറി സർവകലാശാല, ലൂസിയാന സ്റ്റേറ്റ് സർവകലാശാല എന്നിവയിലെ ഗവേഷകരാണ് പഠനം നടത്തിയത്. കേന്ദ്ര ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക വകുപ്പിന്റെ നാഷണൽ ക്വാണ്ടം മിഷൻ ഭാഗികമായി ധനസഹായം നൽകിയ പഠനത്തിന്റെ ഫലങ്ങൾ ജൂലൈയിൽ അമേരിക്കൻ ഫിസിക്കൽ സൊസൈറ്റിയുടെ ഫിസിക്കൽ റിവ്യൂ എ ജേണലിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. ക്വാണ്ടം സംവിധാനത്തിൽ ഏത് പ്രവർത്തനം നടത്തുന്നു എന്നതുപോലെ തന്നെ അത് എപ്പോൾ നടത്തുന്നു എന്നതും നിർണായകമാണെന്നാണ് പരീക്ഷണം വ്യക്തമാക്കുന്നത്.
എൻടാംഗിൾമെന്റ് പെട്ടെന്ന് അപ്രത്യക്ഷമാകാം
ദൂരെയിരിക്കുന്ന രണ്ട് കണങ്ങളുടെ അവസ്ഥകൾ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ക്വാണ്ടം സ്വഭാവമാണ് എൻടാംഗിൾമെന്റ്. ക്വാണ്ടം സംവിധാനങ്ങളിൽ ഇത് ഏറെ പ്രധാനപ്പെട്ട വിഭവമാണ്. എന്നാൽ പരിസ്ഥിതിയുമായുള്ള ഇടപെടൽ കാരണം എൻടാംഗിൾമെന്റ് ക്രമേണ ദുർബലമാകുകയോ നഷ്ടപ്പെടുകയോ ചെയ്യാം. രണ്ട് കണങ്ങളും ഉത്തേജിത അവസ്ഥയിലും അടിസ്ഥാന അവസ്ഥയിലും നിലനിൽക്കാമെന്ന് കരുതിയാൽ, സമയം കടന്നുപോകുമ്പോൾ ഉത്തേജിത അവസ്ഥയിൽ നിന്ന് അടിസ്ഥാന അവസ്ഥയിലേക്ക് അവ ക്ഷയിക്കും. ഇതോടെ അവ തമ്മിലുള്ള എൻടാംഗിൾമെന്റും ദുർബലമാകും. ചിലപ്പോൾ കണങ്ങളുടെ ക്ഷയം പൂർണമാകുന്നതിന് മുമ്പുതന്നെ എൻടാംഗിൾമെന്റ് പെട്ടെന്ന് ഇല്ലാതാകും. ഇതിനെ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ ‘എൻടാംഗിൾമെന്റ് സഡൻ ഡെത്ത്’ എന്നാണ് വിളിക്കുന്നത്.
പ്രകാശത്തിന്റെ ധ്രുവീകരണം ഉപയോഗിച്ച് പരീക്ഷണം
ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക വകുപ്പിന് കീഴിലുള്ള സ്വയംഭരണ സ്ഥാപനമായ രാമൻ റിസർച്ച് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിലെ ഗവേഷകരും കാൽഗറി സർവകലാശാലയിലെയും ലൂസിയാന സ്റ്റേറ്റ് സർവകലാശാലയിലെയും ശാസ്ത്രജ്ഞരും ചേർന്നാണ് ഈ പെട്ടെന്നുള്ള എൻടാംഗിൾമെന്റ് നഷ്ടം വൈകിപ്പിക്കാനുള്ള മാർഗം അന്വേഷിച്ചത്. പ്രകാശത്തിന്റെ ധ്രുവീകരണം ഉപയോഗിച്ച് രണ്ട് അവസ്ഥകളുള്ള ഒരു ക്വാണ്ടം സംവിധാനം അവർ പരീക്ഷണശാലയിൽ അനുകരിച്ചു. പ്രകാശകണങ്ങളായ ഫോട്ടോണുകളുടെ ലംബ ധ്രുവീകരണം ഉത്തേജിത അവസ്ഥയായും തിരശ്ചീന ധ്രുവീകരണം അടിസ്ഥാന അവസ്ഥയായും കണക്കാക്കി. ധ്രുവീകരണം മാറ്റാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന വേവ്പ്ലേറ്റ് എന്ന പ്രകാശോപകരണം ഉപയോഗിച്ച് ലംബ അവസ്ഥയിൽ നിന്ന് തിരശ്ചീന അവസ്ഥയിലേക്കുള്ള മാറ്റം നിയന്ത്രിച്ചു.
കണങ്ങളെ സ്വാഭാവികമായി ഉത്തേജിത അവസ്ഥയിൽ നിന്ന് അടിസ്ഥാന അവസ്ഥയിലേക്ക് ക്ഷയിക്കാൻ വിടുന്നതിന് പകരം, ഗവേഷകർ ശരിയായ സമയത്ത് ഒരു പ്രവർത്തനം നടത്തി. ഇതിലൂടെ അടിസ്ഥാന അവസ്ഥയിലെയും ഉത്തേജിത അവസ്ഥയിലെയും ജനസംഖ്യ പരസ്പരം മാറ്റിവച്ചു. ഈ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ഫലം അത് ക്ഷയപ്രക്രിയയുടെ ഏത് ഘട്ടത്തിലാണ് നടത്തിയതെന്നതിനെ ആശ്രയിച്ചായിരുന്നു. ശരിയായ സമയം തിരഞ്ഞെടുത്തപ്പോൾ എല്ലാ കണങ്ങളും അടിസ്ഥാന അവസ്ഥയിലെത്തുന്നത് വൈകിപ്പിക്കാനും എൻടാംഗിൾമെന്റ് നഷ്ടം പിന്നോട്ടാക്കാനും കഴിഞ്ഞു.
സമയക്രമം തന്നെ നിയന്ത്രണ വിഭവം
പഠനത്തിന് നേതൃത്വം നൽകിയ രാമൻ റിസർച്ച് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിലെ ക്വാണ്ടം ഇൻഫർമേഷൻ ആൻഡ് കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ലാബിന്റെ ഗ്രൂപ്പ് ലീഡറും സീനിയർ പ്രൊഫസറുമായ ഉർബസി സിൻഹയുടെ അഭിപ്രായത്തിൽ, പരീക്ഷണത്തിലെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട കണ്ടെത്തൽ സമയക്രമം ഒരു സാധാരണ പരീക്ഷണവിശദാംശമല്ല എന്നതാണ്. അത് തന്നെ ഒരു നിയന്ത്രണ വിഭവമായി ഉപയോഗിക്കാമെന്നാണ് പഠനം കാണിച്ചത്.
ശരിയായ സമയത്ത് നൽകിയ ഫ്ലിപ്പ് എൻടാംഗിൾമെന്റിന്റെ പെട്ടെന്നുള്ള നഷ്ടം വൈകിപ്പിക്കുന്നതിൽ മാത്രമല്ല, അത് ഒരിക്കലും സംഭവിക്കാതിരിക്കാൻ പോലും സഹായിക്കാമെന്ന് ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തി. ഇതിനെ സംഘം ‘അവോയ്ഡൻസ്’ എന്നാണ് വിശേഷിപ്പിക്കുന്നത്. ക്ഷയപ്രക്രിയ എത്രമാത്രം മുന്നേറിയ ശേഷമാണ് ഒറ്റ ഫ്ലിപ്പ് പ്രവർത്തനം നടത്തുന്നത് എന്നതാണ് എൻടാംഗിൾമെന്റിന്റെ പെട്ടെന്നുള്ള നഷ്ടം ഒഴിവാക്കുമോ, വൈകിപ്പിക്കുമോ, അതോ വേഗത്തിലാക്കുമോ എന്ന് നിശ്ചയിക്കുന്നതെന്ന് രാമൻ റിസർച്ച് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിലെ ക്വിക് ലാബിലെ ക്വാണ്ടം ശാസ്ത്രജ്ഞനും പഠനത്തിന്റെ മുഖ്യരചയിതാവുമായ സൗമ്യ രഞ്ജൻ ബെഹേര പറഞ്ഞു.
ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടറുകൾക്ക് പ്രതീക്ഷ നൽകുന്ന കണ്ടെത്തൽ
ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടറുകളിൽ ക്വാണ്ടം വിവരങ്ങൾ ക്ഷയിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് നിലനിൽക്കാവുന്ന സമയത്തിന് പരിധിയുണ്ട്. ഇത്തരം സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഒരു പ്രവർത്തനം നടത്തുന്ന സമയക്രമം എൻടാംഗിൾമെന്റിന്റെ ഭാവി തന്നെ മാറ്റാൻ കഴിയുമെന്നാണ് പരീക്ഷണം തെളിയിച്ചത്. ഭാവിയിലെ ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടറുകളിൽ വളരെ നാജുക്കായ ക്വാണ്ടം ബന്ധങ്ങൾ കൂടുതൽ നേരം നിലനിർത്താൻ ഈ മാർഗം സഹായിക്കാം. അതിനായി നിലവിലെ ഹാർഡ്വെയറിൽ മാറ്റം വരുത്തേണ്ടതില്ലെന്നും പഠനം സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
ക്വിക് ലാബിലെ സിദ്ധാന്തശാസ്ത്രജ്ഞരും പരീക്ഷണശാസ്ത്രജ്ഞരും ചേർന്ന് നടത്തിയ പഠനത്തിൽ ലഭിച്ച ഫലങ്ങൾ ആദ്യം ഗവേഷകരെ അത്ഭുതപ്പെടുത്തി. ക്വാണ്ടം സംവിധാനങ്ങൾ പരിസ്ഥിതിയിലേക്ക് വിവരങ്ങൾ നഷ്ടപ്പെടുത്തുന്നതിനെ വിശദീകരിക്കുന്ന സാധാരണ രണ്ട് പാഠപുസ്തക മാതൃകകളിലൊന്നിലും ഈ പരീക്ഷണം പൂർണമായി ഉൾപ്പെട്ടില്ല. അതിനാൽ ഏകദേശം ഒരു വർഷത്തോളം സിദ്ധാന്തശാസ്ത്രജ്ഞർ ലഭിച്ച വിവരങ്ങൾ വിശദീകരിക്കാൻ വിവിധ മാതൃകകൾ പരിശോധിച്ചു.
ഒടുവിൽ പരീക്ഷണം തെറ്റായിരുന്നില്ലെന്ന് ഗവേഷകർ തിരിച്ചറിഞ്ഞു. പകരം, നിലവിലുള്ള രണ്ട് മാതൃകകളെയും ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന വളവിലാണ് പരീക്ഷണഫലം കൃത്യമായി വന്നത്. രണ്ട് മാതൃകകൾക്കിടയിൽ പരീക്ഷണത്തെ മാറ്റിക്കൊണ്ടുപോകാൻ കഴിയുന്ന ഒരു ‘ട്യൂണിങ് പാരാമീറ്റർ’ ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തി. ഇതോടെ രണ്ട് വ്യത്യസ്ത മാതൃകകൾക്കായി രണ്ട് പ്രത്യേകം പരീക്ഷണസംവിധാനങ്ങൾ ആവശ്യമില്ല. തിരഞ്ഞെടുക്കുന്ന ട്യൂണിങ് പാരാമീറ്റർ അനുസരിച്ച് ഒരേ പരീക്ഷണസംവിധാനം രണ്ട് നോയിസ് മാതൃകകളെയും അവയ്ക്കിടയിലെ എല്ലാ വ്യത്യാസങ്ങളെയും പ്രതിനിധീകരിക്കാനാകും.
.
