কোয়ান্টাম বর্ণমালা: সাধারণ আলোক রশ্মির ভেতরে ৪৮-মাত্রিক জগতের সন্ধান পেলেন বিজ্ঞানীরা

২০২৬ সালের মার্চ মাসে অটোয়া বিশ্ববিদ্যালয় এবং ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউটের একদল পদার্থবিজ্ঞানী একটি যুগান্তকারী গবেষণা প্রকাশ করেছেন, যা ফোটন বা আলোককণার প্রকৃতি সম্পর্কে আমাদের প্রচলিত ধারণাকে আমূল বদলে দিয়েছে। তাদের গবেষণায় দেখা গেছে যে, আলো কেবল একটি সাধারণ তড়িৎচৌম্বকীয় তরঙ্গ নয়, বরং এটি একটি অত্যন্ত জটিল জ্যামিতিক কাঠামো যা "লুকানো" মাত্রায় সমৃদ্ধ। বিজ্ঞানীরা আলোকে এমনভাবে বিন্যস্ত করতে সক্ষম হয়েছেন যেখানে এটি ৪৮টি ভিন্ন ভিন্ন অবস্থা বা টপোলজিক্যাল নট তৈরি করে, যার প্রতিটি একটি অনন্য তথ্য বহন করতে সক্ষম।

অপটিক্স বা আলোকবিজ্ঞানের এই ৪৮টি মাত্রা মূলত বৈজ্ঞানিক কল্পকাহিনীর কোনো সমান্তরাল মহাবিশ্ব নয়, বরং এগুলো হলো ফোটনের বিভিন্ন "স্বাধীনতার মাত্রা" বা ডিগ্রি অফ ফ্রিডম। সাধারণত আমরা আলোর ক্ষেত্রে কেবল এর বিস্তার এবং কম্পাঙ্ক ব্যবহার করে থাকি। তবে এই নতুন আবিষ্কারে "অরবিটাল অ্যাঙ্গুলার মোমেন্টাম" (OAM) এবং জটিল পোলারাইজেশন বা মেরুকরণকে কাজে লাগানো হয়েছে। এর ফলে একটি একক আলোক রশ্মির ভেতরে এমন এক কাঠামো তৈরি হয় যা অনেকটা অন্তহীন সর্পিল প্যাঁচ বা একটি বহুমাত্রিক গোলকধাঁধার মতো দেখায়।

ইনস্টিটিউট অফ কোয়ান্টাম টেকনোলজির সহ-পরিচালক ডক্টর ইব্রাহিম কারিমি এই বিষয়টি ব্যাখ্যা করতে গিয়ে একটি চমৎকার উদাহরণ দিয়েছেন। তিনি বলেন, "আমরা আলোর নিজস্ব কাঠামোর মধ্যেই তথ্য এনকোড বা সংকেতবদ্ধ করার একটি পদ্ধতি খুঁজে পেয়েছি। আগে আমরা যেমন সমতল খামে চিঠি পাঠাতাম, এখন আমরা সেই চিঠিগুলোকে জটিল অরিগামি আকৃতিতে ভাঁজ করতে পারি। এখানে প্রতিটি ভাঁজ তথ্যের একটি নতুন স্তর হিসেবে কাজ করে।" এই উদ্ভাবনটি তথ্য আদান-প্রদানের ক্ষেত্রে এক নতুন দিগন্ত উন্মোচন করেছে।

তথ্য আদান-প্রদানের সক্ষমতা এবং নিরাপত্তার ক্ষেত্রে এই নতুন প্রযুক্তি প্রচলিত পদ্ধতির চেয়ে বহুগুণ এগিয়ে। বিভিন্ন প্রযুক্তির তুলনামূলক চিত্র নিচে দেওয়া হলো:

• সাধারণ অপটিক্যাল ফাইবার: এখানে ১টি ফোটন প্রবাহ ব্যবহৃত হয় এবং এর নিরাপত্তা ব্যবস্থা তুলনামূলকভাবে দুর্বল, কারণ এতে তথ্য মাঝপথে আটকে দেওয়া বা হ্যাক করা সম্ভব।
• ২ডি কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফি: এটি ০ এবং ১ এই দুটি অবস্থার ওপর ভিত্তি করে কাজ করে এবং এর নিরাপত্তা ব্যবস্থা বেশ উন্নত।
• ৪৮-মাত্রিক টপোলজিক্যাল আলো: এতে ৪৮টি স্বাধীন অবস্থা থাকে এবং কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গেলমেন্ট বা কোয়ান্টাম জট পাকানোর মাধ্যমে এটি তথ্যের নিরঙ্কুশ নিরাপত্তা নিশ্চিত করে।

ভবিষ্যৎ প্রযুক্তির জন্য এই আবিষ্কারের গুরুত্ব অপরিসীম। বর্তমানের কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলোর প্রধান সমস্যা হলো এগুলোর জন্য অত্যন্ত নিম্ন তাপমাত্রার বা চরম শীতলকরণের প্রয়োজন হয়। কিন্তু ফোটন বা আলোককণা পারিপার্শ্বিক পরিবেশের সাথে খুব একটা বিক্রিয়া করে না। ফলে ৪৮-মাত্রিক আলো ব্যবহার করে সাধারণ কক্ষ তাপমাত্রাতেই অপটিক্যাল চিপের ভেতরে অত্যন্ত জটিল গণনা সম্পন্ন করা সম্ভব হবে।

এই প্রযুক্তি আগামী দশকের মধ্যেই "কোয়ান্টাম ইন্টারনেট" বাস্তবায়নের পথ প্রশস্ত করবে। এর মাধ্যমে প্রতি সেকেন্ডে টেরাবিট গতিতে ডেটা আদান-প্রদান করা সম্ভব হবে, যেখানে তথ্য চুরির বা ফাঁসের কোনো ঝুঁকি থাকবে না। অটোয়া এবং ম্যাক্স প্ল্যাঙ্কের বিজ্ঞানীদের এই সাফল্য আমাদের ডিজিটাল যোগাযোগের সংজ্ঞাকেই চিরতরে বদলে দিতে চলেছে।