ऑप्टिकल सर्किट प्रोग्रामिंग में नई सफलता: बाल-पतले फाइबर के साथ लाइट कंप्यूटिंग

हाल ही में, हेरियट-वाट यूनिवर्सिटी (यूके) के वैज्ञानिकों ने ऑप्टिकल सर्किट प्रोग्रामिंग के लिए एक शक्तिशाली नई विधि की खोज की है।
यह विधि अटूट संचार नेटवर्क और अल्ट्राफास्ट क्वांटम कंप्यूटर जैसी भविष्य की प्रौद्योगिकियों को साकार करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है। यह शोध अब नेचर फिजिक्स जर्नल में प्रकाशित हुआ है।
प्रायोगिक भौतिक विज्ञानी और यूनाइटेड किंगडम में हेरियट-वाट विश्वविद्यालय में इंजीनियरिंग और भौतिक विज्ञान स्कूल में भौतिकी के प्रोफेसर मेहुल मलिक बताते हैं, "प्रकाश बड़ी मात्रा में जानकारी और ऑप्टिकल सर्किट ले जा सकता है, जो प्रकाश के बजाय प्रकाश के साथ गणना करते हैं।" बिजली को कंप्यूटिंग प्रौद्योगिकी में अगली बड़ी छलांग के रूप में देखा जाता है।"
"लेकिन जैसे-जैसे ऑप्टिकल सर्किट बड़े और अधिक जटिल होते जाते हैं, उन्हें नियंत्रित करना और बनाना कठिन होता जाता है - जो उनके प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है। हमारा शोध स्वाभाविक रूप से होने वाली प्रक्रियाओं का उपयोग करके ऑप्टिकल सर्किट को डिजाइन करने के लिए एक और, अधिक सामान्य दृष्टिकोण प्रदर्शित करता है।"
प्रोफेसर मेहुल मलिक और उनकी टीम ने वाणिज्यिक ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करके अपना शोध किया। इंटरनेट को व्यक्तिगत घरों और व्यवसायों तक पहुंचाने के लिए दुनिया भर में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, इस प्रकार का फाइबर मानव बाल की चौड़ाई से भी पतला है और डेटा संचारित करने के लिए प्रकाश का उपयोग करता है।
ऑप्टिकल फाइबर में प्रकाश के प्राकृतिक प्रकीर्णन व्यवहार का लाभ उठाकर, उन्होंने पाया कि फाइबर के भीतर ऑप्टिकल सर्किट को बहुत सटीक तरीके से प्रोग्राम किया जा सकता है।
"जब प्रकाश ऑप्टिकल फाइबर में प्रवेश करता है, तो यह जटिल तरीकों से बिखरता और मिश्रित होता है। इस जटिल प्रक्रिया को समझकर और फाइबर में प्रवेश करने वाले प्रकाश को सटीक रूप से आकार देकर, हमने इस अराजकता के बीच प्रकाश के सर्किट तैयार करने का एक तरीका ढूंढ लिया है।"
ऑप्टिकल सर्किट क्वांटम प्रौद्योगिकियों के भविष्य के लिए महत्वपूर्ण हैं, जिन्हें व्यक्तिगत परमाणुओं या फोटॉनों (प्रकाश कणों) के साथ काम करके सूक्ष्म स्तर पर डिजाइन किया गया है। इन प्रौद्योगिकियों में विशाल प्रसंस्करण शक्ति वाले शक्तिशाली क्वांटम कंप्यूटर और क्वांटम संचार नेटवर्क शामिल हैं जिन्हें हैक नहीं किया जा सकता है।
प्रोफेसर मेहुल मलिक बताते हैं, "उदाहरण के लिए, क्वांटम संचार नेटवर्क के अंत में ऑप्टिकल सर्किट की आवश्यकता होती है ताकि लंबी दूरी की यात्रा के बाद जानकारी को मापा जा सके। वे प्रकाश कणों पर जटिल गणना करने के लिए क्वांटम कंप्यूटर का एक महत्वपूर्ण हिस्सा भी हैं।"
क्वांटम कंप्यूटर दवा विकास, जलवायु भविष्यवाणी और अंतरिक्ष अन्वेषण जैसे क्षेत्रों में महत्वपूर्ण प्रगति का वादा करते हैं। मशीन लर्निंग - कृत्रिम बुद्धिमत्ता - एक अन्य क्षेत्र है जहां बड़ी मात्रा में डेटा को शीघ्रता से संसाधित करने के लिए ऑप्टिकल सर्किट का उपयोग किया जाता है।
प्रोफेसर मेहुल मलिक बताते हैं कि प्रकाश की शक्ति इसकी बहुआयामीता में निहित है: "हम प्रकाश के एक कण पर बहुत सारी जानकारी को एन्कोड कर सकते हैं। इसकी स्थानिक संरचना, इसकी अस्थायी संरचना, इसका रंग। यदि आप इन सभी गुणों की गणना कर सकते हैं उसी समय, आप जबरदस्त प्रसंस्करण शक्ति प्राप्त कर सकते हैं।"
शोधकर्ताओं ने यह भी दिखाया कि कैसे उनके प्रोग्राम योग्य ऑप्टिकल सर्किट का उपयोग क्वांटम उलझाव में हेरफेर करने के लिए किया जा सकता है। यह एक ऐसी घटना है जिसमें दो या दो से अधिक क्वांटम कण, जैसे फोटॉन, बहुत दूर होने पर भी जुड़े रहते हैं। एंटैंगलमेंट कई क्वांटम प्रौद्योगिकियों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जैसे क्वांटम कंप्यूटर के भीतर त्रुटि सुधार और सबसे सुरक्षित प्रकार के क्वांटम एन्क्रिप्शन को लागू करना।
हेरियट-वाट विश्वविद्यालय के बियॉन्ड बाइनरी क्वांटम सूचना प्रयोगशाला में प्रोफेसर मेहुल मलिक और उनके शोध समूह ने स्वीडन में लुंड विश्वविद्यालय, इटली में रोम के सैपिएन्ज़ा विश्वविद्यालय और नीदरलैंड में ट्वेंटी विश्वविद्यालय जैसे संस्थानों के विद्वानों के सहयोग से अध्ययन किया।
इस शोध को क्वांटेरा द्वारा वित्त पोषित किया गया था, जो 31 देशों के 39 सार्वजनिक अनुसंधान फंडिंग संगठनों (आरएफओ) का एक प्रमुख यूरोपीय नेटवर्क है, जिसमें ऑस्ट्रियाई रिसर्च प्रमोशन एजेंसी (एफएफजी) भी शामिल है - औद्योगिक अनुसंधान और विकास के लिए ऑस्ट्रिया की राष्ट्रीय फंडिंग एजेंसी; और यूरोपीय अनुसंधान परिषद (ईआरसी) - अत्याधुनिक अनुसंधान के लिए यूरोपीय संघ का वित्त पोषण संगठन।