মহাকাশের যে কোনো প্রান্তে যোগাযোগ হবে মুহূর্তে, ইন্টারনেটেই সম্ভব হলো টেলিপোর্টেশন

আমাদের আকাশগঙ্গা ছায়াপথের নিকটবর্তী নক্ষত্রমণ্ডল হলো ‘আলফা সেনটাওরি’। তবুও এটি আকাশগঙ্গা থেকে ৪ আলোকবর্ষ দূরে। অর্থাৎ, সেকেন্ডে ১ লাখ ৮৬ হাজার মাইল বেড়ে ছুটে চলা আলোককণারও এই তারকামণ্ডলীতে পৌঁছাতে ৪ বছর লাগবে। তার মানে পৃথিবী থেকে ‘আলফা সেনটাওরি’তে কোনো তথ্য পাঠাতে কমপক্ষে চার বছর সময় লাগবে। যেখানে আলোককণার গতিই সর্বোচ্চ ধরা হয়। আর আধুনিক ইলেকট্রনিক কম্পিউটারের লেগে যাবে হাজার কোটি বছর।

কিন্তু এই কাজটি করা সম্ভব নিমেষে! যে কৌশলে এটি করা সম্ভব সেটিই হলো কোয়ান্টাম টেলিপোর্টেশন। কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যার সবচেয়ে আকর্ষণীয় তত্ত্ব এটি। যেটি আইনস্টাইনও বিশ্বাস করতে পারেননি। যদিও এরই মধ্যে একাধিক গবেষণায় এটির সম্ভাব্যতা প্রমাণিত হয়েছে।

সর্বশেষ প্রথমবারের মতো ইন্টারনেটের মাধ্যমে সম্ভব হলো কোয়ান্টাম টেলিপোর্টেশন। একটি আলোক কণার (ফোটন) কোয়ান্টাম দশাকে সফলভাবে ৩০ কিলোমিটার (প্রায় ১৮ মাইল) ফাইবার অপটিক কেবলে স্থানান্তর করা হয়েছে। এমনকি ইন্টারনেটে প্রচুর ডেটা ট্র্যাফিকের মধ্যেই এটি সম্ভব হয়েছে। এটি এমন একটি বড় সাফল্য, যা একসময় পুরোপুরি অসম্ভব মনে করা হতো। তবে যুক্তরাষ্ট্রের গবেষকেরা এই চমকপ্রদ বিষয়টি করে দেখিয়েছে। কোয়ান্টাম প্রযুক্তির বাস্তব প্রয়োগকে আরও একধাপ এগিয়ে নিল এই গবেষণা। এটি ভবিষ্যতে আমাদের যোগাযোগ এবং তথ্য নিরাপত্তা ব্যবস্থায় বিপ্লব ঘটাতে পারে।

যদিও এই সাফল্য আপাতত সাধারণ কাজের জন্য স্টার ট্রেক টিভি সিরিজের মতো আস্ত বস্তু বা মানুষকে টেলিপোর্টেশনে সহায়তা করবে না। তবে বিদ্যমান অবকাঠামো ব্যবহার করেই একটি কোয়ান্টাম দশাকে টেলিপোর্ট (স্থানান্তর) করার সফলতা অর্জন বিজ্ঞানের জন্য একটি বিরাট পদক্ষেপ। এটি কোয়ান্টাম কম্পিউটিং নেটওয়ার্ক, উন্নত এনক্রিপশন বা শক্তিশালী নতুন সেন্সিং পদ্ধতির দিকে যেতে সহায়ক হতে পারে।

গবেষণা দলের নেতৃত্বে থাকা নর্থওয়েস্টার্ন বিশ্ববিদ্যালয়ের কম্পিউটিং প্রকৌশলী প্রম কুমার বলেন, ‘এটি অত্যন্ত উত্তেজনাপূর্ণ, কারণ কেউই ভাবেনি যে এটি সম্ভব হবে। পরবর্তী প্রজন্মের কোয়ান্টাম ও প্রচলিত নেটওয়ার্কগুলোকে একটি একক ফাইবার অপটিক অবকাঠামোর মাধ্যমে সমন্বিত করার পথ দেখাচ্ছে আমাদের গবেষণা। এটি কোয়ান্টাম যোগাযোগের পরবর্তী স্তরে যাওয়ার একটি দিগন্ত খুলে দিচ্ছে।’

কোয়ান্টাম টেলিপোর্টেশন বেশ কিছুটা স্টার ট্রেকে দেখানো টানেল সিস্টেমের মতো, যেখানে মহাকাশচারীরা মুহূর্তেই অন্য জায়গায় স্থানান্তরিত হন। টেলিপোর্টেশনের মাধ্যমে একটি বস্তু বা কোয়ান্টাম দশা এক জায়গা থেকে অন্য জায়গায় স্থানান্তর করা যায়। কৌশলটি হলো, নির্দিষ্ট স্থানে থাকা বস্তুর সম্ভাব্য কোয়ান্টাম দশা শনাক্ত এবং সেটিকে সুকৌশলে ধ্বংস করার মাধ্যমে অন্য কাঙ্ক্ষিত স্থানে একই বস্তুর কোয়ান্টাম দশার একই সম্ভাবনা তৈরির মাধ্যমে স্থানান্তর করা।

যদিও দুটি বস্তুর পরিমাপ কৌশল একযোগে এদের ভাগ্য চূড়ান্ত করে, এরপরও উভয়ের কোয়ান্টাম পরিচয়কে বিজড়নের জন্য (কোয়ান্টাম এন্টেঙ্গেলমেন্ট) একটি একক তথ্যের তরঙ্গ পাঠাতে হয়।

কণার কোয়ান্টাম দশাগুলো সাধারণত অত্যন্ত অস্থিতিশীল হয় এবং সৃষ্টির কিছুক্ষণের মধ্যে বাস্তবতার মধ্যে এটি ধ্বংস হয়ে যায়। তবে ফোটনের কোয়ান্টাম দশা ইন্টারনেটের প্রচলিত ট্রাফিকের মধ্যে পাঠানো—বিশেষ করে যখন তা রক্ষা করা কঠিন—একটি বড় চ্যালেঞ্জ ছিল।

কোয়ান্টাম দশাগুলো কম্পিউটারে সুরক্ষিত রাখা এক বিষয়, আর যেই অপটিক্যাল ফাইবারের মাধ্যমে ব্যাংক লেনদেন, ভিডিও দেখা বা টেক্সট মেসেজের মতো প্রচুর ডেটা স্থানান্তর চলছে, সেখানে ফোটনকে অক্ষত অবস্থায় পাঠানো আলাদা বিষয়। কারণ সেই অপটিক্যাল ফাইবারে ফোটনের কোয়ান্টাম দশাটিকে সুরক্ষিত রাখা অনেক বেশ চ্যালেঞ্জিং।

প্রতি সেকেন্ডে ৪০০ গিগাবিট ইন্টারনেট ট্রাফিকের প্রবাহ হয়, সেখানে একক ফোটনের কোয়ান্টাম দশা রক্ষা করতে বিভিন্ন কৌশল প্রয়োগ করেছে গবেষক দলটি। ফোটনের কোয়ান্টাম দশা খুবই সংবেদনশীল। যদি ফোটন প্রচুর ডেটা ট্রাফিকের মধ্যে ছড়িয়ে পড়ে, তখন এটি তার কোয়ান্টাম বৈশিষ্ট্য হারিয়ে ফেলতে পারে। তাই বিশেষ কৌশল ব্যবহার করে ফোটনের পথ বা চ্যানেলকে নিয়ন্ত্রণ করেছেন গবেষকেরা। এই কৌশল ফোটনের চ্যানেলকে সীমিত করে এবং এটি অন্য তরঙ্গগুলোর সঙ্গে ছড়িয়ে পড়া ও মিশে যাওয়ার সম্ভাবনা কমিয়ে দেয়।

প্রম কুমার বলেন, ‘আলো কীভাবে ছড়িয়ে পড়ে তা আমরা অত্যন্ত সতর্কভাবে অধ্যয়ন করেছি এবং ফোটন কণাগুলো এমন একটি সঠিক জায়গায় রেখেছি, যেখানে ওই ছড়িয়ে পড়ার প্রক্রিয়া কমিয়ে আনা সম্ভব। ক্ল্যাসিক্যাল চ্যানেলগুলোর সঙ্গে একযোগে উপস্থিত থাকা সত্ত্বেও এর মাধ্যমে কোয়ান্টাম যোগাযোগ সফলভাবে সম্পাদন করতে পেরেছি।

এর আগে ইন্টারনেটের সিমুলেশনগুলোতে কোয়ান্টাম তথ্য প্রচলিত ডেটা স্ট্রিমের সঙ্গে সফলভাবে পাঠাতে পেরেছে অন্য গবেষণা দলগুলো। তবে কুমারের দলই প্রথমবারের মতো একটি প্রকৃত ইন্টারনেট স্ট্রিমের পাশাপাশি কোয়ান্টাম অবস্থার টেলিপোর্টেশন করতে পেরেছে।

প্রত্যেকটি পরীক্ষা আরও নিশ্চিত করছে যে, কোয়ান্টাম ইন্টারনেট খুব শিগগিরই বাস্তবে পাওয়া যাবে। এটি কম্পিউটিং প্রকৌশলীদের জন্য একটি নতুন ধরনের টুল সরবরাহ করবে, যার মাধ্যমে তাঁরা পৃথিবীকে আরও ভালোভাবে পরিমাপ করতে, পর্যবেক্ষণ করতে, সুরক্ষিত করতে এবং গণনা করতে পারবেন। আর এ জন্য নতুন ইন্টারনেট প্রযুক্তির প্রয়োজন হবে না।

গবেষক প্রম কুমার বলেন, ‘কোয়ান্টাম টেলিপোর্টেশন ভৌগোলিকভাবে দূরবর্তী নোডগুলোর মাধ্যমে নিরাপদভাবে কোয়ান্টাম সংযোগ দেওয়ার সক্ষমতা রাখে।

কিন্তু অনেকেই দীর্ঘদিন ধরে ধারণা করেছেন যে, কেউই আলোক কণা স্থানান্তরের জন্য বিশেষ অবকাঠামো তৈরি করবে না। তবে যদি আমরা সঠিক তরঙ্গদৈর্ঘ্য বেছে নিই, তাহলে আমাদের নতুন কোনো অবকাঠামো তৈরি করতে হবে না। প্রচলিত যোগাযোগ এবং কোয়ান্টাম যোগাযোগ একসঙ্গে কাজ করতে পারে।’

এই গবেষণা প্রতিবেদনটি অপটিকা জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে।

তথ্যসূত্র: সায়েন্স অ্যালার্ট