क्वांटम कंप्यूटिंग एक संभावित सफल तकनीक का प्रतिनिधित्व करती है जो कुछ कार्यों के लिए आधुनिक कंप्यूटिंग सिस्टम की तकनीकी सीमाओं को पार कर सकती है। हालाँकि, व्यावहारिक, बड़े पैमाने के क्वांटम कंप्यूटरों को एक साथ रखना चुनौतीपूर्ण बना हुआ है, विशेष रूप से इसमें शामिल जटिल और नाजुक तकनीकों के कारण।
कुछ क्वांटम कंप्यूटिंग प्रणालियों में, एकल आयन (स्ट्रोंटियम जैसे आवेशित परमाणु) फंस जाते हैं और कुछ प्रभाव उत्पन्न करने के लिए लेजर प्रकाश सहित विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के संपर्क में आते हैं, जिनका उपयोग गणना करने के लिए किया जाता है। ऐसे सर्किटों को डिवाइस की विभिन्न स्थितियों में पेश करने के लिए प्रकाश की कई अलग-अलग तरंग दैर्ध्य की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि कई लेजर बीम को ठीक से व्यवस्थित करना होगा और निर्दिष्ट क्षेत्र में पहुंचाना होगा। इन मामलों में, एक सीमित स्थान के भीतर प्रकाश की कई अलग-अलग किरणें पहुंचाने की व्यावहारिक सीमाएं एक कठिनाई बन जाती हैं।
इसे संबोधित करने के लिए, ओसाका विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने सीमित स्थान में प्रकाश पहुंचाने के अनूठे तरीकों की जांच की। उनके काम से छह अलग-अलग लेजर बीम को उनके गंतव्य तक पहुंचाने के लिए वेवगाइड से जुड़े ऑप्टिकल फाइबर के साथ एक शक्ति कुशल नैनोफोटोनिक सर्किट का पता चला। निष्कर्षों को प्रकाशित किया गया हैएपीएल क्वांटम.
लेखक अल्टो ओसाडा कहते हैं, "लेजर प्रकाश की डिलीवरी की अनुमति देने के लिए फंसे हुए आयन क्वांटम कंप्यूटरों से जुड़े फोटोनिक सर्किट को कॉन्फ़िगर करने के स्केलेबल, व्यावहारिक तरीके अभी तक विकसित नहीं हुए हैं।" "इस चुनौती से पार पाने के लिए, हम एक कुशल विधि बनाना चाहते थे जो आयन जाल में सभी फँसाने वाले क्षेत्रों के लिए जिम्मेदार हो।"
अनुसंधान के हिस्से के रूप में, विभिन्न लेजर बीमों को सही स्थानों पर संचारित करने के लिए वेवगाइड्स को सर्किटरी के अंदर रचनात्मक तरीकों से विभाजित और पुन: व्यवस्थित करना पड़ा। डिज़ाइनों को उच्चतम संभव ऊर्जा दक्षता प्रदान करते हुए लेजर बीम को स्वतंत्र रूप से बंद और चालू करने की क्षमता पर भी ध्यान देना था।
परिणामस्वरूप वेवगाइड पैटर्न जटिल, आंख को पकड़ने वाली टेपेस्ट्री का रूप ले लेते हैं क्योंकि लेजर किरणें एक दूसरे को पार करती हैं और सर्किट के माध्यम से चलती हैं।
ओसाडा बताते हैं, "हमारा काम दिखाता है कि यह दृष्टिकोण एक चिप पर कई सौ क्यूबिट की अनुमति दे सकता है।" क्यूबिट्स क्वांटम कंप्यूटिंग की बुनियादी इकाइयों को संदर्भित करता है, जिस पर क्वांटम एल्गोरिदम वास्तविक दुनिया की समस्याओं से निपटने के लिए चलते हैं।
शोधकर्ताओं ने पैटर्न बनाने के लिए दो तरीकों का उपयोग किया, जिन्हें बबल सॉर्ट और ब्लॉकवाइज़ दोहराव कहा जाता है। दोनों पैटर्न में फायदे पाए गए, शोधकर्ताओं ने सुझाव दिया कि दोनों के बीच चयन आवश्यक लेजर बीम की संख्या और फोटोनिक तत्वों के नुकसान जैसे कारकों पर निर्भर करेगा। अध्ययन ने फंसे हुए आयनों तक प्रकाश की किरणें लाने के लिए सर्किट्री में वेवगाइड के जटिल पैटर्न का उपयोग करने की व्यवहार्यता और क्षमता पर सफलतापूर्वक प्रकाश डाला।
यह शोध रोमांचक निहितार्थ प्रदान करता है कि एक ही अवधारणा को न केवल क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए बल्कि उन्नत ऑप्टिकल सिस्टम के निर्माण के लिए भी लागू किया जा सकता है, जो अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ एक महत्वपूर्ण तकनीकी सफलता का प्रतिनिधित्व करता है।
