নতুন সুপারকন্ডাক্টর পদার্থ, যা স্কেলযোগ্য কোয়ান্টাম কম্পিউটারের সম্ভাবনা খুলতে পারে: ইউসি রিভারসাইডের গবেষণা

যুক্তরাষ্ট্রের বিভিন্ন প্রতিষ্ঠানের বিজ্ঞানীদের একটি দল, ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের রিভারসাইড ক্যাম্পাসের পদার্থবিদ পেং ওয়ের নেতৃত্বে, একটি নতুন সুপারকন্ডাক্টর পদার্থ উদ্ভাবন করেছেন যা কোয়ান্টাম কম্পিউটিং-এ ব্যবহৃত হতে পারে এবং “টপোলজিকাল সুপারকন্ডাক্টর” হিসেবে প্রার্থী হতে পারে।

টপোলজি হলো আকৃতির গণিত। একটি টপোলজিকাল সুপারকন্ডাক্টর একটি ইলেকট্রন বা হোলের (একটি হোল একটি ইলেকট্রনের মতোই কাজ করে, কিন্তু তার চার্জ পজিটিভ) স্থানীয়করণহীন অবস্থাকে ব্যবহার করে কুয়ান্টাম তথ্য বহন করে এবং শক্তিশালী উপায়ে ডেটা প্রক্রিয়া করে।

গবেষকরা আজ “সায়েন্স অ্যাডভান্সেস” জার্নালে প্রতিবেদন করেছেন যে তারা ত্রিকোণ টেলুরিয়ামকে একটি পৃষ্ঠ স্তর সুপারকন্ডাক্টরের সাথে যুক্ত করেছেন যা সোনার পাতলা স্তরের পৃষ্ঠে গঠিত হয়। ত্রিকোণ টেলুরিয়াম একটি কাইরাল পদার্থ, যার অর্থ এটি তার প্রতিবিম্বে রাখা যায় না, যেমন আমাদের ডান ও বাম হাত। ত্রিকোণ টেলুরিয়াম এছাড়াও অ-ম্যাগনেটিক। তবুও, গবেষকরা ইন্টারফেসে কুয়ান্টাম অবস্থার পর্যবেক্ষণ করেছেন যা সুস্পষ্ট স্পিন পোলারাইজেশনকে ধারণ করে। স্পিন পোলারাইজেশনটি স্পিন কুয়ান্টাম বিট বা কুবিট তৈরি করতে ব্যবহৃত হতে পারে।

“কাইরাল পদার্থ ও সোনার মধ্যে খুব পরিষ্কার একটি ইন্টারফেস তৈরি করে, আমরা একটি দ্বি-মাত্রিক ইন্টারফেস সুপারকন্ডাক্টর তৈরি করেছি,” বলেছেন ওয়ে, যিনি পদার্থবিদ্যা ও জ্যোতির্বিজ্ঞানের সহযোগী অধ্যাপক। “এই ইন্টারফেস সুপারকন্ডাক্টরটি অনন্য কারণ এটি এমন একটি পরিবেশে বাস করে যেখানে স্পিনের শক্তি প্রচলিত সুপারকন্ডাক্টরগুলির চেয়ে ছয় গুণ বেশি উন্নত।”

গবেষকরা লক্ষ্য করেছেন যে ইন্টারফেস সুপারকন্ডাক্টরটি একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের অধীনে একটি রূপান্তর ঘটায় এবং নিম্ন ক্ষেত্রের তুলনায় উচ্চ ক্ষেত্রের ক্ষেত্রে আরো দৃঢ় হয়, যা একটি “ট্রিপলেট সুপারকন্ডাক্টর”-এর দিকে রূপান্তর করার সম্ভাবনা নির্দেশ করে, যা চৌম্বক ক্ষেত্রে আরো স্থিতিশীল।

এছাড়াও, ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট অব স্ট্যান্ডার্ডস অ্যান্ড টেকনোলজি-এর বিজ্ঞানীদের সাথে সহযোগিতার মাধ্যমে, গবেষকরা দেখিয়েছেন যে এই ধরনের একটি সুপারকন্ডাক্টর, যা হেটারোস্ট্রাকচার সোনা এবং নাইওবিয়াম পাতলা স্তরের সাথে সংশ্লিষ্ট, নাইওবিয়াম অক্সাইডের মতো উপাদান ত্রুটির কারণে সৃষ্ট ডেকোহেরেন্সের উৎসগুলি স্বাভাবিকভাবে দমন করে, যা নাইওবিয়াম সুপারকন্ডাক্টরগুলির জন্য একটি সাধারণ চ্যালেঞ্জ। তারা দেখিয়েছেন যে এই সুপারকন্ডাক্টরটি উচ্চমানের নিম্ন-ক্ষতির মাইক্রোওয়েভ রেজোনেটর তৈরি করতে পারে যার গুণমানের ফ্যাক্টর ১ মিলিয়ন পর্যন্ত পৌঁছে যায়।

নতুন প্রযুক্তিটি কোয়ান্টাম কম্পিউটিং-এ প্রয়োগ করা যেতে পারে, একটি ক্ষেত্র যা জটিল সমস্যা সমাধানে কুয়ান্টাম মেকানিক্সের সুবিধা নেয় যা সাধারণ কম্পিউটার বা সুপারকম্পিউটার সমাধান করতে পারে না বা দ্রুত সমাধান করতে পারে না, বহুজাতিক প্রযুক্তি সংস্থা আইবিএমের মতে।

“আমরা এটি অর্জন করেছি এমন পদার্থ ব্যবহার করে যা সাধারণত কোয়ান্টাম কম্পিউটিং শিল্পে ব্যবহৃত পদার্থের চেয়ে এক মাত্রার কম পুরু,” বলেছেন ওয়ে। “নিম্ন-ক্ষতির মাইক্রোওয়েভ রেজোনেটরগুলি কোয়ান্টাম কম্পিউটিং-এর গুরুত্বপূর্ণ উপাদান এবং নিম্ন-ক্ষতির সুপারকন্ডাক্টিং কুবিটের দিকে নিয়ে যেতে পারে। কোয়ান্টাম কম্পিউটিং-এর সবচেয়ে বড় চ্যালেঞ্জ হল কুবিট সিস্টেমে ডেকোহেরেন্স বা কুয়ান্টাম তথ্যের ক্ষতি কমানো।”

ডেকোহেরেন্স ঘটে যখন একটি কুয়ান্টাম সিস্টেম তার পরিবেশের সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করে, যার ফলে সিস্টেমের তথ্য পরিবেশের সাথে মিশে যায়। ডেকোহেরেন্স কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি বাস্তবায়নে একটি চ্যালেঞ্জ তৈরি করে।

আগের পদ্ধতিগুলির মতো চৌম্বক পদার্থ প্রয়োজন হয় না, গবেষকদের নতুন পদ্ধতি অ-ম্যাগনেটিক পদার্থ ব্যবহার করে একটি পরিষ্কার ইন্টারফেস তৈরি করেছে।