কোয়ান্টাম মেকানিক্স এবং থার্মোডাইনামিক্স উভয়ই সত্য হতে পারে, পদার্থবিদরা বলছেন - পদার্থবিজ্ঞান বিশ্ব

নেদারল্যান্ডস এবং জার্মানির পদার্থবিদরা দেখিয়েছেন যে তাপগতিবিদ্যা এবং কোয়ান্টাম মেকানিক্সের তত্ত্বগুলি কোয়ান্টাম প্রসেসরে ফোটনের আচরণ বর্ণনা করার বৈধ উপায়। ইউনিভার্সিটি অফ টুয়েন্টি এবং ফ্রেই ইউনিভার্সিটি বার্লিনের গবেষকদের দ্বারা প্রাপ্ত ফলাফলগুলি এই দুটি মহান তত্ত্বকে কীভাবে মিলিত করা যায় সে সম্পর্কে গভীর বোঝার দরজা খুলে দেয়।

থার্মোডাইনামিক্স এবং কোয়ান্টাম মেকানিক্স হল আধুনিক পদার্থবিদ্যার ভিত্তি, কিন্তু একটি নির্দিষ্ট, গুরুত্বপূর্ণ উপায়ে, তারা ভালভাবে মিলিত হয় না। বিতর্কের বিষয়টি তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রের চারপাশে আবর্তিত হয়, যা বলে যে একটি বদ্ধ সিস্টেম একটি অপরিবর্তনীয় উপায়ে সর্বাধিক এনট্রপি (সিস্টেমের ব্যাধি বা বিশৃঙ্খলার একটি পরিমাপ) দিকে অগ্রসর হবে। কোয়ান্টাম মেকানিক্সের তত্ত্ব, বিপরীতে, কণার পূর্ববর্তী অবস্থাগুলিকে আবার গণনা করার অনুমতি দেয়, যার অর্থ তথ্যের প্রবাহ এবং সময় উভয়ই বিপরীতমুখী।

সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, আল্ট্রাকোল্ড পরমাণু বা সুপারকন্ডাক্টিং কোয়ান্টাম বিট (কুবিটস) এর মতো entangled কোয়ান্টাম সিস্টেম ব্যবহার করে এই দ্বন্দ্বটি অন্বেষণ করার জন্য বেশ কয়েকটি প্রচেষ্টা করা হয়েছে। এই সিস্টেমগুলি যখন তাপীকরণ এবং ভারসাম্যপূর্ণ হয় তখন কী ঘটে তা পর্যবেক্ষণ করে, একই সময়ে তাদের এনট্রপি এবং কোয়ান্টাম অবস্থা পরিমাপ করা এবং এইভাবে প্যারাডক্সের সমাধান করা সম্ভব হওয়া উচিত।

সমস্যাটি হল যে কোয়ান্টাম সিস্টেমগুলি তাদের পরিবেশের সাথে মিথস্ক্রিয়াগুলির জন্য খুব সংবেদনশীল। এটি একটি সিস্টেম তৈরি করা কঠিন করে তোলে যা সত্যিই বন্ধ। তারা তাদের কোয়ান্টাম প্রকৃতি হারাতেও প্রবণ, একটি প্রক্রিয়া যা ডিকোহেরেন্স নামে পরিচিত, যা বাস্তবায়ন করা কঠিন করে তোলে সময় বিপরীত।

উদ্ধার ফটোনিক্স

এই চ্যালেঞ্জগুলি পেতে, দলটি আটকানো ফোটনগুলির সিস্টেমে তাপীকরণ এবং ভারসাম্য অধ্যয়ন করতে বেছে নিয়েছে। (উদাহরণস্বরূপ) পরমাণুর সমন্বয়ে গঠিত কোয়ান্টাম সিস্টেমের তুলনায় ফোটনের বেশ কিছু সুবিধা রয়েছে। তাদের অভ্যন্তরীণভাবে কোয়ান্টাম প্রকৃতির মানে তারা ডিকোহেরেন্সে ভোগে না। এগুলি কক্ষের তাপমাত্রায় অধ্যয়ন করা যেতে পারে, পরমাণুর জন্য প্রয়োজনীয় অতি নিম্ন তাপমাত্রার বিপরীতে, এবং হস্তক্ষেপের সাথে হস্তক্ষেপ করা সহজ। সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণভাবে, তারা সময়কে বিপরীত করার অনুমতি দেয়: ফোটনের যে কোনো মিশ্রণকে বিপরীত ক্রিয়া সম্পাদনের মাধ্যমে বিপরীত করা যেতে পারে, যার অর্থ হল আটকানো ফোটনগুলি কার্যত, "বিচ্ছিন্ন" হতে পারে।

পরীক্ষায়, গবেষকরা একটি চিপে ওয়েভগাইড চ্যানেলগুলিতে একক ফোটন ইনজেকশন দিয়ে শুরু করেন। এই ফোটনগুলি হস্তক্ষেপ করে যেখানে চিপের ফোটোনিক চ্যানেলগুলি মিলিত হয় এবং ক্রস করে। এই হস্তক্ষেপ, যা টিম থার্মো-অপটিক ম্যাক-জেহন্ডার ইন্টারফেরোমিটারের সাহায্যে নিয়ন্ত্রিত, ওয়েভগাইডে ফোটনের একটি সুপারপজিশন তৈরি করে এবং জট তৈরি করতে দেয়। ফোটনগুলি তখন একক-ফোটন ডিটেক্টর দিয়ে সনাক্ত করা হয়।

একই সাথে সত্য

এনট্রপিতে সিস্টেমের স্থানীয় এবং মোট বৃদ্ধি নির্ধারণের জন্য, গবেষকরা প্রোটোকলের একটি সিরিজ সম্পাদন করেছিলেন। উদাহরণস্বরূপ, টাইম রিভার্সিবিলিটি ফোটনগুলিকে বিচ্ছিন্ন করে প্রয়োগ করা হয়েছিল, যা প্রসেসরের পরীক্ষার উপর সম্পূর্ণ নিয়ন্ত্রণের কারণে সম্ভব হয়েছিল।

একবার এই প্রোটোকলগুলি সম্পূর্ণ হয়ে গেলে, পরীক্ষার পৃথক আউটপুট চ্যানেলগুলির পরিমাপ দেখায় যে ফোটন সংখ্যাগুলি আর সঠিকভাবে সংজ্ঞায়িত করা যায় না। এর কারণ হল ফোটনগুলি একত্রে একটি জটলা অবস্থায় ছিল এবং ইনপুটে থাকা অবস্থায় আর একক চ্যানেলে পৃথকভাবে স্থানীয়করণ করা হয়নি। যাইহোক, প্রতিটি চ্যানেলে গবেষকরা যে ফোটন পরিসংখ্যান পরিমাপ করেছেন তা দেখায় যে সমস্ত চ্যানেলে এনট্রপি স্থানীয়ভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে, তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। একই সময়ে, ফোটনের মধ্যে তৈরি হওয়া জট পৃথক চ্যানেলগুলিতে দৃশ্যমান নয়: শুধুমাত্র সমগ্র সিস্টেমটি বিবেচনা করার সময় এটি স্পষ্ট হয়ে যায় যে সামগ্রিক কোয়ান্টাম অবস্থা একটি বিশুদ্ধ আকারে, কোয়ান্টাম মেকানিক্সের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।

একটি চূড়ান্ত চেক হিসাবে, পদার্থবিদরা প্রসেসরটিকে তার আসল অবস্থায় ফিরিয়ে আনার জন্য ক্রিয়াকলাপ সম্পাদন করেছিলেন (টাইম রিভার্সাল)। এই অপারেশনগুলির সাফল্য প্রমাণ করে যে তাপীকরণ এবং ভারসাম্যের প্রক্রিয়াগুলি পরিবেশের সাথে মিথস্ক্রিয়ার পরিবর্তে কোয়ান্টাম কণাগুলির মধ্যে আবদ্ধতার কারণে হয়েছিল। তাই, পরীক্ষায় দেখা গেছে যে তাপগতিবিদ্যা এবং কোয়ান্টাম মেকানিক্স উভয়ই একই সময়ে সত্য হতে পারে।

উচ্চ মানের ডেটা

অনুসারে পেপিজন পিঙ্কসে, টুয়েন্টি বিশ্ববিদ্যালয়ের কোয়ান্টাম অপটিক্স বিশেষজ্ঞ, দলের সবচেয়ে বড় চ্যালেঞ্জ ছিল পরিমাপ করার জন্য পর্যাপ্ত উচ্চ মানের ডেটা পাওয়া। ফোটোনিক প্রসেসরের কম ক্ষতি সাহায্য করেছে, তিনি বলেছেন, এবং আরও বেশি ফোটন এবং বড় প্রসেসর তাদের আরও সিস্টেম অনুকরণ করতে সক্ষম করবে। তিনি যোগ করেন, চেইনের সবচেয়ে দুর্বল উপাদানটি ফোটনের উৎস বলে মনে হয়: "আমাদের কমপক্ষে 12টি ইনপুট চ্যানেল আছে, কিন্তু পরীক্ষা করার জন্য একই সময়ে শুধুমাত্র তিনটি ফোটন আছে, তাই সেখানে উন্নতির জায়গা আছে," তিনি বলেন ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড.

অসংগত তত্ত্ব: কেন তাপগতিবিদ্যা কোয়ান্টাম মেকানিক্স এবং সাধারণ আপেক্ষিকতার মতো গুরুত্বপূর্ণ

নিকোল ইয়াংগার হ্যালপার্ন, ইউএস ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট অফ স্ট্যান্ডার্ডস অ্যান্ড টেকনোলজি (এনআইএসটি) এর কোয়ান্টাম থার্মোডাইনামিক্সের একজন বিশেষজ্ঞ যিনি গবেষণায় জড়িত ছিলেন না, বলেছেন পরীক্ষাটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটি ফোটনের পূর্ববর্তী কাজগুলিতে প্রসারিত যা অতিকোল্ড পরমাণু, আটকে পড়া আয়ন এবং সুপারকন্ডাক্টিং কিউবিট জড়িত। প্ল্যাটফর্মের এই পরিবর্তন, তিনি বলেছেন, পরীক্ষাবিদদের সেই প্রক্রিয়াটিকে পূর্বাবস্থায় ফিরিয়ে আনতে সক্ষম করে যা সিস্টেমটিকে অভ্যন্তরীণভাবে ভারসাম্যের দিকে পরিচালিত করেছিল, এটি এই সিদ্ধান্তে পৌঁছানো সম্ভব করে যে সিস্টেমটি সামঞ্জস্য করার সময় তার কোয়ান্টাম প্রকৃতি বজায় রেখেছিল। এটি করার জন্য একটি "চমৎকার পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ" প্রয়োজন, তিনি উল্লেখ করেন যে এই নিয়ন্ত্রণ অর্জনের চ্যালেঞ্জটি গত বেশ কয়েক বছর ধরে অন্যান্য প্ল্যাটফর্মগুলি ব্যবহার করে গ্রুপগুলিকে উল্লেখযোগ্য উদ্বেগের কারণ করেছে।

গবেষণাটি প্রকাশিত হয় প্রকৃতি যোগাযোগ.

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। মোটরগাড়ি / ইভি, কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• ব্লকঅফসেট। পরিবেশগত অফসেট মালিকানার আধুনিকীকরণ। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/quantum-mechanics-and-thermodynamics-can-both-be-true-say-physicists/