इज़रायल की लेज़र तकनीक से प्रकाश की गति से चलने वाले अगली पीढ़ी के प्रोसेसर बन सकते हैं

इज़रायली वैज्ञानिकों ने क्वांटम यांत्रिकी में क्रांति लाने वाली नई तकनीक का अनावरण किया

यरुशलम, 7 अप्रैल, 2025 (टीपीएस-आईएल) — क्वांटम यांत्रिकी और अल्ट्राफास्ट ऑप्टिक्स के क्षेत्र में एक अभूतपूर्व प्रगति में, इज़रायली वैज्ञानिकों ने एक नई तकनीक का अनावरण किया है जो हाई-स्पीड कंप्यूटिंग और संचार प्रौद्योगिकियों में क्रांति ला सकती है।

यह शोध दर्शाता है कि कैसे एक शक्तिशाली लेजर पल्स किसी सामग्री के मूलभूत गुणों में अटॉसेकंड के भीतर परिवर्तन ला सकती है – समय की एक ऐसी संक्षिप्त इकाई जिसमें प्रकाश स्वयं केवल एक हाइड्रोजन परमाणु की चौड़ाई को पार करता है।

वाइज़मैन इंस्टीट्यूट के कॉम्प्लेक्स सिस्टम्स के भौतिकी विभाग की प्रोफेसर निरिट डुडोविच, जिन्होंने इस शोध का नेतृत्व किया, ने कहा, “एक बार जब हम किसी सामग्री में ऊर्जा स्तरों के बीच व्यक्तिगत इलेक्ट्रॉनों की ‘यात्रा’ का पता लगाना जान जाते हैं, तो हम प्रकाश और इसके प्रभावों के बारे में अपने ज्ञान का उपयोग करके सैकड़ों या दसियों अटॉसेकंड के भीतर सामग्री के गुणों को जानबूझकर और सटीक रूप से बदल सकते हैं।”

उन्होंने समझाया, “इस क्षमता के आधार पर, सबसे तेज़ प्रोसेसर का उत्पादन किया जा सकता है, जो सूचना के प्रसारण या प्रसंस्करण की दर को कई गुना बढ़ा देगा।”

सहकर्मी-समीक्षित नेचर फोटोनिक्स जर्नल में प्रकाशित, यह अध्ययन इस अभूतपूर्व खोज पर केंद्रित है कि तीव्र लेजर पल्स किसी सामग्री के व्यवहार को तेज़ी से बदल सकती है, उसे कंडक्टर से इंसुलेटर में बदल सकती है, या उसकी पारदर्शिता को बदल सकती है। हालांकि ऐसे परिवर्तन पहले सिद्धांत में समझे जाते थे, लेकिन शामिल अत्यधिक समय-सीमा के कारण उन्हें वास्तविक समय में पकड़ना एक बड़ी चुनौती रही है।

इस बाधा को दूर करने के लिए, डुडोविच की टीम ने एक नवीन दोहरी-लेजर तकनीक विकसित की। स्नातक छात्रों ओमर केनर, चेन मोर और नोआ याफे ने विधि के डिजाइन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई, जो दो सटीक रूप से समयबद्ध लेजर बीम का उपयोग करती है। पहली बीम, जिसमें अपेक्षाकृत लंबी पल्स होती है, ने वांछित परिवर्तन लाने के लिए सामग्री के साथ इंटरैक्ट किया। साथ ही, अल्ट्रा-शॉर्ट अटॉसेकंड पल्स की दूसरी बीम एक हाई-स्पीड कैमरे की तरह काम करती है, जो परिवर्तित सामग्री से गुजरने वाले प्रकाश के विलंब को कैप्चर करती है। इन बीमों से डेटा को मिलाकर और परिणामी हस्तक्षेप पैटर्न का विश्लेषण करके, टीम अभूतपूर्व सटीकता के साथ सामग्री में परिवर्तनों का पुनर्निर्माण करने में सक्षम हुई।

डुडोविच ने समझाया, “यह विधि इलेक्ट्रॉनों के लिए एक नेविगेशन ऐप की तरह है। जिस तरह वेज़ जैसे ऐप यात्रा के समय का अनुमान लगाते हैं, उसी तरह हमारी विधि प्रकाश में देरी का विश्लेषण करके सामग्री के माध्यम से इलेक्ट्रॉन की ‘यात्रा योजना’ का पुनर्निर्माण करती है। इससे, हम सीखते हैं कि सामग्री के ऊर्जा स्तरों ने प्रकाश पर कैसे प्रतिक्रिया दी।”

किसी सामग्री के माध्यम से इलेक्ट्रॉन की यात्रा को ट्रैक करने और यह देखने की क्षमता कि सामग्री के ऊर्जा स्तर कैसे बदलते हैं, क्वांटम यांत्रिकी के क्षेत्र में विशाल नई संभावनाएं खोलती हैं। डुडोविच की टीम ने दिखाया कि तीव्र लेजर पल्स वास्तविक समय में इन ऊर्जा स्तरों को विभाजित, विलय या पुनर्व्यवस्थित कर सकती हैं। यह सफलता केवल एक अवलोकन नहीं है – यह क्वांटम गति पर सटीकता के साथ सामग्री की भौतिक स्थिति को नियंत्रित करने के लिए एक उपकरण प्रदान करती है।

इस शोध के निहितार्थ प्रयोगशाला से कहीं आगे तक फैले हुए हैं। सामग्री गुणों में अल्ट्राफास्ट परिवर्तनों को हेरफेर करने और निगरानी करने की क्षमता अगली पीढ़ी के प्रोसेसर और संचार प्रौद्योगिकियों के विकास में गहन अनुप्रयोग रखती है। डुडोविच ने जोर देकर कहा, “खोजों से तेज़ प्रोसेसर का विकास हो सकता है जो सूचना के प्रसारण या प्रसंस्करण की दर को कई गुना बढ़ा देगा।”

यह सफलता वर्तमान तकनीक की क्षमताओं से कहीं अधिक गति से काम करने वाले प्रोसेसर के निर्माण का मार्ग प्रशस्त कर सकती है। सामग्रियों की क्वांटम अवस्थाओं को हेरफेर करने के लिए बिजली के बजाय प्रकाश का उपयोग करके, ये प्रोसेसर ऑप्टिकल या यहां तक ​​कि अटॉसेकंड गति पर डेटा संसाधित कर सकते हैं, जिससे कंप्यूटिंग शक्ति और ऊर्जा दक्षता में काफी वृद्धि होगी।

कंप्यूटिंग के अलावा, नई तकनीक हाई-स्पीड संचार और क्वांटम उपकरणों के विकास के लिए आशाजनक है। इतनी महीन पैमानों पर सामग्री के अपवर्तक सूचकांक को हेरफेर करने की क्षमता वर्तमान फाइबर-ऑप्टिक तकनीक की क्षमताओं से कहीं बेहतर ऑप्टिकल स्विच और मॉड्यूलेटर के निर्माण का कारण बन सकती है।