क्वांटम एन्क्रिप्शन ब्रेकथ्रू के लिए सिंथेटिक डायमंड्स लीड प्रिंसटन टीम

सामान्य बाइनरी अंकों को संग्रहीत करने की तुलना में क्वांटम बिट्स की जानकारी, या क्विबिट्स को संग्रहीत करना बहुत कठिन है। यह केवल लोगों या शून्य नहीं है, बल्कि उनके बीच सूक्ष्म क्वांटम सुपरपोजिशन की पूरी श्रृंखला है। इलेक्ट्रॉनों को आसानी से उन राज्यों से बाहर स्लाइड किया जा सकता है यदि वे सही सामग्री में संग्रहीत नहीं हैं, यही वजह है कि प्रिंसटन के इलेक्ट्रिकल इंजीनियर एक यूके निर्माता के साथ एक बेहतर भंडारण सामग्री - सिंथेटिक हीरे - खरोंच से बनाने के लिए काम कर रहे हैं। उन्होंने गुरुवार को अपनी सफलता का लेखा-जोखा प्रकाशित किया विज्ञान.

दशकों से, भौतिक विज्ञानी, सामग्री इंजीनियर और अन्य लोग क्वांटम-एन्क्रिप्टेड संचार के वैचारिक वादे को प्राप्त करने की कोशिश कर रहे हैं, क्योंकि उस प्रक्रिया में स्थानांतरित डेटा सैद्धांतिक रूप से गुप्त निगरानी के लिए प्रतिरक्षा है। पार्टियों के बीच उस डेटा को देखने का कोई भी प्रयास - ऐस हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत - मौलिक रूप से उस जानकारी को बदल देगा, जिससे यह पता चलता है कि यह समझौता किया गया था। समस्या को संग्रहीत करने और संरक्षित करने और फिर उन्हें फाइबर ऑप्टिक-तैयार फोटॉनों में परिवर्तित करने के लिए किया गया है, और हीरे का उपयोग दोनों को प्राप्त करने की ओर जाता है। लेकिन सिर्फ कोई हीरा ऐसा नहीं करेगा, यही वजह है कि प्रिंसटन की टीम ने एक सिंथेटिक बनाने के काम में कड़ी मेहनत की है, जैसा कि वे अपने पेपर में बताते हैं।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियर नथाली डी लियोन ने बताया, "हम जो लक्ष्य कर रहे हैं, वे क्वांटम नेटवर्क के लिए प्रासंगिक हैं।" श्लोक में । प्रिंसटन में, जहां डी लियोन एक सहायक प्रोफेसर हैं, उनकी टीम का ध्यान अनिवार्य रूप से क्वांटम हार्डवेयर का आविष्कार करना है। "यह उन अनुप्रयोगों के लिए है जहाँ आप कुछ चाहते हैं, जिसमें लंबे समय तक भंडारण होता है, और फिर फोटॉनों के साथ एक अच्छा इंटरफ़ेस भी होता है ताकि आप बहुत लंबी दूरी पर प्रकाश भेज सकें।"

फ़ोटोनिक इंटरैक्शन हाई-स्पीड अंतर्राष्ट्रीय संचार के लिए बहुत मायने रखता है क्योंकि फाइबर ऑप्टिक केबलों के साथ यात्रा करने वाली सभी जानकारी हमारे वैश्विक बुनियादी ढांचे के माध्यम से असतत फोटोन के रूप में चलती है - प्रकाश की गति का 69 प्रतिशत पर मंडरा रहा है। (नाइस।)

डे लियोन कहते हैं, "यह ऑप्टिकल विशेषताओं पर बहुत सारी बाधाएं डालता है।" "एक उदाहरण के रूप में, यह वास्तव में महत्वपूर्ण है कि रंग स्थिर हो। यदि समय के साथ फोटॉन का रंग इधर-उधर उछल रहा है, तो यह इन प्रोटोकॉल के लिए बहुत बुरा है।"

अभी, डी लियोन का समूह इन सिंथेटिक हीरे का एक संस्करण तैयार करने की कोशिश कर रहा है, जो मानक 1,550-नैनोमीटर तरंगदैर्ध्य में परिवर्तित हो सकता है, जिस पर फोटॉन अब फाइबर ऑप्टिक केबलों को पार करते हैं। वर्तमान में, उनकी टीम के सिंथेटिक हीरे 946-नैनोमीटर फोटॉन वेवलेंथ का समर्थन करते हैं। (फोटॉन "रंग" यहाँ व्यंजना का एक सा है क्योंकि ये दोनों तरंग दैर्ध्य दृश्य स्पेक्ट्रम के बाहर अवरक्त के शेड हैं।)

उनकी टीम ने जिस बाधा को पार करने में कामयाबी हासिल की है, वह उन क्विंटलों को क्रिस्टलीय क्वांटम रिपीटर्स में संग्रहित कर रही है, जो आज के फाइबर ऑप्टिक संचार में सिग्नल हानि और गिरावट को रोकने के लिए उपयोग किए जाने वाले रिपीटर्स के समान हैं। इस प्रक्रिया में महत्वपूर्ण कदम सिंथेटिक हीरे का उत्पादन संभव के रूप में कम अवांछित अशुद्धियों (नाइट्रोजन, मुख्य रूप से) और वे वास्तव में चाहते थे (सिलिकॉन और बोरान) के रूप में अधिक अशुद्धियों के साथ कर रहे थे।

"लियोन कहते हैं," नाइट्रोजन इन हीरे में प्राप्त होने वाला प्रमुख दोष है। ब्रिटिश हीरा निर्माता एलिमेंट सिक्स में उसके समूह के साझेदारों को ऊपर-औसत वैक्यूम की स्थिति बनानी पड़ी क्योंकि साधारण रिक्तिकाएं भी कृत्रिम रूप से निर्मित क्रिस्टल को दूषित करने के लिए कक्ष में पर्याप्त नाइट्रोजन छोड़ सकती हैं। क्योंकि नाइट्रोजन में कार्बन की तुलना में एक अधिक मुक्त इलेक्ट्रॉन होता है, नाइट्रोजन की अशुद्धियां अद्वितीय विद्युत श्रृंगार को विचलित करती हैं, जिसकी शोधकर्ता उम्मीद कर रहे हैं।

अन्य छोटे दोष इन हीरों की क्षमता को भी कम कर सकते हैं। लक्ष्य क्रिस्टल फ्रेम में परमाणु-आकार की रिक्तियों के जोड़े के साथ एक प्रतिस्थापित सिलिकॉन परमाणु के साथ होता है जहां एक एकल कार्बन हुआ करता था, लेकिन कभी-कभी वे जोड़े "रिक्ति समूहों" में एक साथ गुच्छा कर सकते हैं जो कष्टप्रद में अपने इलेक्ट्रॉनों को पुनर्वितरित करने के लिए शुरू होते हैं। अनुत्पादक तरीके। कभी-कभी हीरे की सतह पर चमकाने और नक़्क़ाशी करने से भी डोमिनोज़ प्रभाव पैदा हो सकता है, इलेक्ट्रॉनों के इस पैटर्न के साथ खिलवाड़ भी। यह वह जगह है जहाँ बोरान - जो कार्बन की तुलना में एक कम मुक्त इलेक्ट्रॉन है - मदद कर सकता है।

"हमें क्या करना था," डी लियोन कहते हैं, "दोनों इस अति-उच्च शुद्धता वाले हीरे से शुरू होते हैं और फिर कुछ बोरॉन में बढ़ते हैं जो मूल रूप से किसी भी अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों को भिगोते हैं जिन्हें हम नियंत्रित नहीं कर सकते हैं। तब बहुत सारी सामग्री प्रसंस्करण थी - उबाऊ सामान जैसे थर्मल एनीलिंग और अंत में सतह की मरम्मत करना ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि हम अभी भी इन अन्य प्रकार के दोषों से बहुत कुछ छुटकारा पा लेते हैं जो आपको अतिरिक्त शुल्क देते हैं।"

इन दोनों चुनौतियों का सामना करते हुए, क्षेत्र के कई संदिग्ध, क्वांटम एन्क्रिप्शन को क्रैक करने के लिए पूरी तरह कार्यात्मक और लगभग असंभव की चाबियाँ हैं।

केवल कुछ साल पहले सिंथेटिक हीरे की सुबह से पहले, क्वांटम ऑप्टिक्स के क्षेत्र में शोधकर्ताओं को अपना काम करने के लिए प्राकृतिक हीरे पर भरोसा करना पड़ता था - विशेष रूप से एक विशिष्ट हीरे।

डी लियोन के अनुसार, क्वांटम ऑप्टिक्स के क्षेत्र में हर किसी को रूस से एक एकल, स्वाभाविक रूप से निर्मित हीरे पर भरोसा करना पड़ता था, जो कि बस उनके शोध को संभव बनाने के लिए बोरान, नाइट्रोजन और अन्य अशुद्धियों का सही प्रतिशत था। हीरे के टुकड़े को बंद कर दिया गया और दुनिया भर के अनुसंधान समूहों को वितरित किया गया।

"लियोन ने 2016 में प्रिंसटन की इन-हाउस समाचार सेवा को बताया," "हार्वर्ड में, हमने कई समूहों का अपना छोटा सा टुकड़ा था", "हार्वर्ड में, हमने अपना 'मैजिक ऐलिस' और 'मैजिक बॉब' कहा।"

इसलिए, टीएल; डीआर, पश्चिमी वैज्ञानिक रूस के जादुई क्वांटम कंप्यूटिंग हीरे के आधार पर अपने जादुई क्वांटम कंप्यूटिंग हीरे के निर्माण में बेहतर हो रहे हैं। यह एक तथ्यात्मक वाक्य है जो हास्यास्पद लगता है। क्लासिक 2018।