हीरे की तकनीक में बड़ी सफलता से क्वांटम संचार और अति-संवेदनशील सेंसर प्रयोगशालाओं से निकलकर वास्तविक दुनिया में उपयोग के लिए तैयार हो सकते हैं। इज़रायल और जर्मनी के वैज्ञानिकों ने हीरे में सूक्ष्म दोषों से उत्सर्जित होने वाले लगभग सभी प्रकाश को पकड़ने की एक विधि विकसित करने की घोषणा की है। यह प्रगति क्वांटम उपकरणों को तेज़, अधिक विश्वसनीय और मौजूदा प्रणालियों में एकीकृत करना आसान बना सकती है।
हिब्रू विश्वविद्यालय, यरुशलम के शोधकर्ताओं ने बर्लिन में हम्बोल्ट विश्वविद्यालय के सहयोग से नाइट्रोजन-वैकेंसी (एनवी) केंद्रों पर ध्यान केंद्रित किया। ये हीरे के क्रिस्टल में छोटी खामियां हैं जो प्रकाश के एकल कण, या फोटॉन उत्सर्जित करती हैं, जो क्वांटम जानकारी ले जाते हैं। ये फोटॉन अगली पीढ़ी के क्वांटम कंप्यूटर, सुरक्षित संचार और सटीक सेंसर विकसित करने के लिए आवश्यक हैं। अब तक, इस प्रकाश का अधिकांश भाग सभी दिशाओं में बिखर जाता था, जिससे इसे व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए उपयोग करना मुश्किल हो जाता था।
एनवी केंद्रों वाले नैनोहीरों को विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए हाइब्रिड नैनोएंटेना में एम्बेड करके, शोधकर्ताओं ने प्रकाश को बिखरने देने के बजाय एक सटीक दिशा में निर्देशित करने में कामयाबी हासिल की। धातु और ढांकता हुआ सामग्री की परतों से बने बुलसेई पैटर्न वाले एंटेना तब सबसे अच्छा काम करते हैं जब नैनोहीरों को ठीक उनके केंद्रों पर रखा जाता है – कुछ अरबवें हिस्से के मीटर तक। इसका परिणाम एक नाटकीय सुधार है: कमरे के तापमान पर 80 प्रतिशत तक फोटॉन कैप्चर किए जाते हैं, जो पिछली विधियों की तुलना में एक बड़ी छलांग है।
यह निष्कर्ष ए पी एल क्वांटम (APL Quantum) नामक एक सहकर्मी-समीक्षित पत्रिका में प्रकाशित हुए थे।
हिब्रू विश्वविद्यालय के प्रोफेसर कारमाइकल रैपपोर्ट ने कहा, “यह हमें व्यावहारिक क्वांटम उपकरणों के बहुत करीब लाता है। फोटॉन संग्रह को अधिक कुशल बनाकर, हम सुरक्षित क्वांटम संचार और अति-संवेदनशील सेंसर जैसी तकनीकों के लिए द्वार खोल रहे हैं।”
डॉ. योनातन लुबोट्ज़की ने जोड़ा, “हमें जो उत्साहित करता है वह यह है कि यह एक सरल, चिप-आधारित डिज़ाइन में और कमरे के तापमान पर काम करता है। इसका मतलब है कि इसे पहले की तुलना में वास्तविक दुनिया की प्रणालियों में एकीकृत करना बहुत आसान हो सकता है।”
यह प्रगति दर्शाती है कि हीरे, जो लंबे समय से अपनी चमक के लिए बेशकीमती रहे हैं, अत्याधुनिक तकनीक में आवश्यक उपकरण भी हो सकते हैं। वैज्ञानिकों को अभूतपूर्व दक्षता के साथ एकल फोटॉन को नियंत्रित करने और एकत्र करने की अनुमति देकर, यह कार्य क्वांटम नेटवर्क की तैनाती में तेजी ला सकता है, क्वांटम कंप्यूटर के प्रदर्शन को बढ़ा सकता है, और सबसे छोटे पर्यावरणीय परिवर्तनों का पता लगाने में सक्षम सेंसर सक्षम कर सकता है।
कुशल फोटॉन संग्रह क्वांटम-सुरक्षित संचार के लिए महत्वपूर्ण है, जो डेटा हस्तांतरण को लगभग हैक-प्रूफ बना सकता है। चूंकि क्वांटम सेंसर अभूतपूर्व सटीकता के साथ चुंबकीय क्षेत्रों, तापमान परिवर्तन, या अन्य घटनाओं का पता लगा सकते हैं, इसलिए यह अध्ययन चिकित्सा, नेविगेशन और सामग्री विज्ञान के लिए अति-संवेदनशील उपकरणों को जन्म दे सकता है।
इसके अलावा, चिप-आधारित डिज़ाइन का मतलब है कि इस तकनीक का बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जा सकता है और मौजूदा इलेक्ट्रॉनिक्स में एकीकृत किया जा सकता है।
