क्वांटम इंटरनेट की ओर बड़ा कदम: चीनी वैज्ञानिकों ने 420 किमी फाइबर ऑप्टिक केबल पर क्वांटम मेमोरी को उलझाकर रिकॉर्ड तोड़ा

चीन के वैज्ञानिकों ने क्वांटम संचार के क्षेत्र में एक नया कीर्तिमान स्थापित किया है। यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी ऑफ चाइना (USTC) में पैन जियानवेई, बाओ ज़ियाओहुई और झांग कियांग के नेतृत्व में एक टीम ने दो रुबिडियम-आधारित क्वांटम मेमोरी (जिन्हें 'एलिस' और 'बॉब' नाम दिया गया) को 420 किलोमीटर लंबी ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से आपस में उलझाने (entangle) में सफलता पाई है। यह उनके 2020 के 50 किमी के रिकॉर्ड से आठ गुना अधिक है। यह शोध 'फिजिकल रिव्यू लेटर्स' में जुलाई 2026 में प्रकाशित हुआ ।

प्रयोग कैसे काम करता है?

• दो क्वांटम मेमोरी: प्रयोग में दो रुबिडियम परमाणु-समूह क्वांटम मेमोरी (एलिस और बॉब) को स्पूल की गई ऑप्टिकल फाइबर से जोड़ा गया ।
• केंद्रीय नोड: एक केंद्रीय डिटेक्शन नोड, जिसे 'चार्ली' कहा गया, दोनों मेमोरी से आने वाले फोटॉनों पर बेल-स्टेट मापन करता है। जब यह सफल होता है, तो एलिस और बॉब के बीच एंटैंगलमेंट स्थापित हो जाता है ।
• DLCZ प्रोटोकॉल: टीम ने DLCZ (डुआन-लुकिन-सिराक-ज़ोलर) सिंगल-फोटॉन एंटैंगलमेंट योजना का उपयोग किया, जो एक उत्सर्जित फोटॉन का पता लगाकर संभाव्य रूप से एंटैंगलमेंट उत्पन्न करती है ।

तीन प्रमुख तकनीकी प्रगति

1. टेलीकम्युनिकेशंस-बैंड वेवलेंथ कन्वर्जन: रुबिडियम मेमोरी से उत्सर्जित फोटॉनों को क्वांटम फ्रीक्वेंसी कन्वर्जन के जरिए टेलीकॉम S-बैंड (लगभग 1.5 μm) में बदल दिया गया, जिससे फाइबर में ट्रांसमिशन लॉस घटकर केवल ~0.17 dB/km रह गया ।
2. एक्टिव फाइबर स्टेबिलाइज़ेशन सिस्टम: एक रियल-टाइम फीडबैक सिस्टम ने लंबी फाइबर लिंक में चरण उतार-चढ़ाव (phase fluctuations) की भरपाई की, जिससे पूरे 420 किमी पथ पर इंटरफेरेंस विजिबिलिटी बनी रही ।
3. सिंगल-फोटॉन DLCZ प्रोटोकॉल: दो-फोटॉन सहसंबंध (coincidence) पर निर्भर रहने के बजाय, इस योजना में प्रत्येक मेमोरी नोड से एक एकल फोटॉन का पता लगाना शामिल है, जिसने लंबी दूरी पर एंटैंगलमेंट जनरेशन दर में नाटकीय रूप से सुधार किया ।

PLOB बाउंड को पार करना

• PLOB बाउंड (पिरांडोला-लॉरेंज़ा-ओटावियानी-बांची) वह मौलिक सीमा है जो बिना क्वांटम रिपीटर के एक नुकसानदेह चैनल पर एंटैंगलमेंट वितरण की अधिकतम दर निर्धारित करती है ।
• टीम ने प्रदर्शित किया कि उनकी मेमोरी-मेमोरी एंटैंगलिंग प्रायिकता लगभग 230–320 किमी से अधिक की दूरी पर PLOB बाउंड से अधिक थी । इसका मतलब है कि मेमोरी-सहायता प्राप्त क्वांटम नेटवर्क उस क्रॉसओवर दूरी से परे किसी भी सीधे फाइबर लिंक की तुलना में अधिक एंटैंगलमेंट दर प्राप्त कर सकता है। यह क्वांटम मेमोरी को रिपीटर नोड के रूप में उपयोग करने के लाभ को साबित करता है ।

भविष्य के क्वांटम इंटरनेट के लिए महत्व

• यह पहला प्रायोगिक प्रदर्शन है कि एक मेमोरी-आधारित क्वांटम नेटवर्क रिपीटर रहित सीमा को मात दे सकता है, जो क्वांटम रिपीटर आर्किटेक्चर की एक प्रमुख अवधारणा को मान्य करता है ।
• यह मेट्रोपॉलिटन-स्केल (दसियों किमी) से इंटरसिटी-स्केल (सैकड़ों किमी) क्वांटम नेटवर्क की ओर एक छलांग है, जो दर्शाता है कि संग्रहीत क्वांटम जानकारी को शहरों को जोड़ने वाली दूरियों पर विश्वसनीय रूप से उलझाया जा सकता है ।
• यह कार्य स्केलेबल, मेमोरी-आधारित क्वांटम रिपीटर्स के निर्माण की व्यावहारिक नींव रखता है, जो एक दिन वैश्विक क्वांटम इंटरनेट की रीढ़ बन सकते हैं। इससे लंबी दूरी की क्वांटम की वितरण, वितरित क्वांटम कंप्यूटिंग और सुरक्षित क्वांटम संचार संभव हो सकेगा ।