Quantum radar
কোয়ান্টাম রাডার হল কোয়ান্টাম-যান্ত্রিক প্রভাবের উপর ভিত্তি করে একটি অনুমানমূলক রিমোট-সেন্সিং প্রযুক্তি, যেমন অনিশ্চয়তা নীতি বা কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্ট। বিস্তৃতভাবে বলতে গেলে, একটি কোয়ান্টাম রাডারকে মাইক্রোওয়েভ পরিসরে কাজ করা একটি যন্ত্র হিসাবে দেখা যেতে পারে, যা বিকিরণ উৎস এবং/অথবা আউটপুট সনাক্তকরণের দৃষ্টিকোণ থেকে কোয়ান্টাম বৈশিষ্ট্যগুলি কাজে লাগায় এবং একটি ধ্রুপদী প্রতিরূপকে ছাড়িয়ে যেতে সক্ষম। একটি পদ্ধতি ইনপুট কোয়ান্টাম পারস্পরিক সম্পর্কের (বিশেষত, কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্ট) ব্যবহারের উপর ভিত্তি করে যা রিসিভারে উপযুক্ত ইন্টারফেরোমেট্রিক কোয়ান্টাম সনাক্তকরণের সাথে মিলিত হয় (কোয়ান্টাম আলোকসজ্জার প্রোটোকলের সাথে দৃঢ়ভাবে সম্পর্কিত)। কোয়ান্টাম রাডারের প্রযুক্তিগতভাবে কার্যকর প্রোটোটাইপের পথ সুগম করার সাথে কিছু পর্যালোচনা নিবন্ধে আলোচিত বেশ কয়েকটি পরীক্ষামূলক চ্যালেঞ্জের সমাধান জড়িত, যার মধ্যে পরেরটি গণমাধ্যমে "ভুল প্রতিবেদন" নির্দেশ করে। বর্তমান পরীক্ষামূলক নকশাগুলি এক মিটারের ক্রমের খুব ছোট পরিসরে সীমাবদ্ধ বলে মনে হয়, যা পরামর্শ দেয় যে সম্ভাব্য প্রয়োগগুলি কাছাকাছি দূরত্বের নজরদারি বা বায়োমেডিকাল স্ক্যানিংয়ের জন্য হতে পারে। একটি মাইক্রোওয়েভ-রেঞ্জ মডেলের পিছনের ধারণা একটি কোয়ান্টাম রাডারের একটি মাইক্রোওয়েভ-রেঞ্জ মডেল 2015 সালে একটি আন্তর্জাতিক দল দ্বারা প্রস্তাবিত হয়েছিল এবং এটি গাউসিয়ান কোয়ান্টাম আলোকসজ্জার প্রোটোকলের উপর ভিত্তি করে। মূল ধারণাটি হল জড়িয়ে পড়া দৃশ্যমান-ফ্রিকোয়েন্সি ফোটনের একটি প্রবাহ তৈরি করা এবং এটিকে অর্ধেকে বিভক্ত করা। একটি অর্ধেক, "সিগন্যাল বিম", মাইক্রোওয়েভ ফ্রিকোয়েন্সিতে এমনভাবে রূপান্তরিত হয় যা মূল কোয়ান্টাম অবস্থা সংরক্ষণ করে। মাইক্রোওয়েভ সংকেত তারপর একটি সাধারণ রাডার সিস্টেমের মতো পাঠানো এবং গ্রহণ করা হয়। যখন প্রতিফলিত সংকেতটি গ্রহণ করা হয় তখন এটি দৃশ্যমান ফোটনে রূপান্তরিত হয় এবং মূল জড়িয়ে থাকা মরীচি, "অলস রশ্মি"-র অন্য অর্ধেকের সাথে তুলনা করা হয়। যদিও মাইক্রোওয়েভগুলি লক্ষ্যবস্তুতে এবং পিছনে ভ্রমণ করার সাথে সাথে কোয়ান্টাম ডিকোহেরেন্সের কারণে বেশিরভাগ মূল জট হারিয়ে যাবে, তবুও প্রতিফলিত-সংকেত এবং নিষ্ক্রিয় রশ্মির মধ্যে পর্যাপ্ত কোয়ান্টাম সম্পর্ক থাকবে। একটি উপযুক্ত কোয়ান্টাম সনাক্তকরণ পদ্ধতি ব্যবহার করে, সিস্টেমটি কেবল সেই ফোটনগুলি বেছে নিতে পারে যা মূলত রাডার দ্বারা পাঠানো হয়েছিল, অন্য যে কোনও উৎসকে সম্পূর্ণরূপে ফিল্টার করে। যদি ব্যবস্থাটিকে ক্ষেত্রের মধ্যে কাজ করার জন্য তৈরি করা যায়, তবে এটি সনাক্তকরণ ক্ষমতার ক্ষেত্রে একটি বিশাল অগ্রগতির প্রতিনিধিত্ব করে। প্রচলিত রাডার ব্যবস্থাকে পরাজিত করার একটি উপায় হল রাডার দ্বারা ব্যবহৃত একই ফ্রিকোয়েন্সিতে সংকেত সম্প্রচার করা, যা রিসিভারের পক্ষে তাদের নিজস্ব সম্প্রচার এবং স্পুফিং সংকেতের (বা "জ্যামিং") মধ্যে পার্থক্য করা অসম্ভব করে তোলে। যাইহোক, এই ধরনের সিস্টেমগুলি, এমনকি তত্ত্বগতভাবে, রাডারের অভ্যন্তরীণ সংকেতের মূল কোয়ান্টাম অবস্থা কী ছিল তা জানতে পারে না। এই ধরনের তথ্যের অভাবে, তাদের সম্প্রচার মূল সংকেতের সাথে মেলে না এবং কোরিলেটরে ফিল্টার করা হবে। গ্রাউন্ড ক্লাটার এবং অরোরার মতো পরিবেশগত উৎসগুলিও একইভাবে ফিল্টার করা হবে। 2005 সালে প্রতিরক্ষা ঠিকাদার লকহিড মার্টিন 'হিস্ট্রি ওয়ান' নকশার প্রস্তাব দেন। 2013 সালে এই কাজের পেটেন্ট মঞ্জুর করা হয়। এর উদ্দেশ্য ছিল একটি রাডার ব্যবস্থা তৈরি করা যা ধ্রুপদী রাডারের চেয়ে আরও ভাল রেজোলিউশন এবং উচ্চতর বিশদ সরবরাহ করতে পারে। তবে এই নকশা দ্বারা কোনও কোয়ান্টাম সুবিধা বা আরও ভাল রেজোলিউশন তাত্ত্বিকভাবে প্রমাণিত হয়নি। 2015 সালে, গবেষকদের একটি আন্তর্জাতিক দল, একটি কোয়ান্টাম রাডারের প্রথম তাত্ত্বিক নকশা দেখিয়েছিল যা একটি ধ্রুপদী সেটআপের তুলনায় কোয়ান্টাম সুবিধা অর্জন করতে সক্ষম। কোয়ান্টাম রাডারের এই মডেলে, একটি স্বল্প-প্রতিফলন লক্ষ্যের রিমোট সেন্সিং বিবেচনা করা হয় যা একটি উজ্জ্বল মাইক্রোওয়েভ পটভূমির মধ্যে এম্বেড করা হয়, সনাক্তকরণ কর্মক্ষমতা একটি শাস্ত্রীয় মাইক্রোওয়েভ রাডারের ক্ষমতার বাইরে। একটি উপযুক্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্য "ইলেক্ট্রো-অপ্টোমেকানিকাল কনভার্টার" ব্যবহার করে, এই স্কিমটি একটি মাইক্রোওয়েভ সিগন্যাল বিম, যা লক্ষ্য অঞ্চল অনুসন্ধানের জন্য পাঠানো হয় এবং সনাক্তকরণের জন্য ধরে রাখা একটি অপটিক্যাল আইডলার বিমের মধ্যে দুর্দান্ত কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্ট তৈরি করে। লক্ষ্য অঞ্চল থেকে সংগৃহীত মাইক্রোওয়েভ রিটার্ন পরবর্তীকালে একটি অপটিক্যাল রশ্মির মধ্যে রূপান্তরিত হয় এবং তারপর নিষ্ক্রিয় রশ্মির সাথে যৌথভাবে পরিমাপ করা হয়। এই ধরনের কৌশল কোয়ান্টাম আলোকসজ্জার শক্তিশালী প্রটোকলকে তার আরও প্রাকৃতিক বর্ণালী ডোমেনে, যেমন মাইক্রোওয়েভ তরঙ্গদৈর্ঘ্যে প্রসারিত করে। 2019 সালে, একটি ত্রিমাত্রিক বর্ধিতকরণ কোয়ান্টাম রাডার প্রোটোকল প্রস্তাব করা হয়েছিল। ত্রিমাত্রিক স্থানে একটি অ-সমবায় বিন্দুর মতো লক্ষ্যের স্থানীয়করণের জন্য এটি একটি কোয়ান্টাম মেট্রোলজি প্রোটোকল হিসাবে বোঝা যেতে পারে। এটি কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্টকে স্থানীয়করণে একটি অনিশ্চয়তা অর্জনের জন্য নিযুক্ত করেছিল যা প্রতিটি স্থানিক দিকের জন্য স্বাধীন, অবিচ্ছিন্ন ফোটন ব্যবহার করে যা অর্জন করা যেতে পারে তার চেয়ে চতুর্ভুজভাবে ছোট। উপরের ভূমিকায় উল্লিখিত নিবন্ধগুলি ছাড়াও কোয়ান্টাম রাডারের ইতিহাস এবং নকশাগুলি সম্পর্কে আরও গভীরভাবে অনুসন্ধান করা নিবন্ধগুলি পর্যালোচনা করুন, arXiv-এ উপলব্ধ। একটি কোয়ান্টাম রাডার বর্তমান প্রযুক্তির সাথে উপলব্ধি করা চ্যালেঞ্জিং, যদিও একটি প্রাথমিক পরীক্ষামূলক প্রোটোটাইপ উপলব্ধি করা হয়েছে। চ্যালেঞ্জ এবং সীমাবদ্ধতা একটি সত্যিকারের কোয়ান্টাম রাডার প্রোটোটাইপের পরীক্ষামূলক বাস্তবায়নের পিছনে বেশ কয়েকটি অ-তুচ্ছ চ্যালেঞ্জ রয়েছে, এমনকি স্বল্প পরিসরেও। বর্তমান কোয়ান্টাম আলোকসজ্জার নকশা অনুসারে, একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হল নিষ্ক্রিয় স্পন্দনের ব্যবস্থাপনা যা, আদর্শভাবে, সম্ভাব্য লক্ষ্য থেকে ফিরে আসা সংকেত স্পন্দনের সাথে যৌথভাবে সনাক্ত করা উচিত। যাইহোক, এর জন্য দীর্ঘ সঙ্গতি সময়ের সাথে একটি কোয়ান্টাম মেমরি ব্যবহার করতে হবে, যা সংকেত পালসের রাউন্ড-ট্রিপের সাথে তুলনীয় সময়ে কাজ করতে সক্ষম। অন্যান্য সমাধানগুলি সংকেত এবং নিষ্ক্রিয় পালসের মধ্যে কোয়ান্টাম পারস্পরিক সম্পর্ককে এমন একটি বিন্দুতে হ্রাস করতে পারে যেখানে কোয়ান্টাম সুবিধাটি অদৃশ্য হয়ে যেতে পারে। এটি এমন একটি সমস্যা যা কোয়ান্টাম আলোকসজ্জার অপটিক্যাল ডিজাইনকেও প্রভাবিত করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি স্ট্যান্ডার্ড অপটিক্যাল ফাইবার ব্যবহার করে বিলম্ব লাইনে আইডলার পালস সংরক্ষণ করলে সিস্টেমটি হ্রাস পাবে এবং কোয়ান্টাম আলোকসজ্জা রাডারের সর্বোচ্চ পরিসীমা প্রায় 11 কিলোমিটারের মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকবে। এই মানটিকে এই নকশার একটি তাত্ত্বিক সীমা হিসাবে ব্যাখ্যা করতে হবে, একটি অর্জনযোগ্য পরিসরের সাথে বিভ্রান্ত হবেন না। অন্যান্য সীমাবদ্ধতার মধ্যে রয়েছে যে বর্তমান কোয়ান্টাম নকশাগুলি একটি সময়ে শুধুমাত্র একটি একক মেরুকরণ, আজিমুথ, উচ্চতা, পরিসীমা, ডপলার বিন বিবেচনা করে। অ্যাপ্লিকেশন সম্পর্কে গণমাধ্যমের অনুমান রয়েছে যে একটি কোয়ান্টাম রাডার স্টিলথ বিমান সনাক্ত করতে দীর্ঘ পরিসরে কাজ করতে পারে, ইচ্ছাকৃত জ্যামিং প্রচেষ্টা ফিল্টার করতে পারে এবং উচ্চ পটভূমির গোলমালের অঞ্চলে কাজ করতে পারে, যেমন, স্থল বিশৃঙ্খলার কারণে। উপরের সঙ্গে সম্পর্কিত, সম্ভাব্য অ্যান্টি-স্টিলথ প্রযুক্তি হিসাবে কোয়ান্টাম রাডারের ব্যবহার সম্পর্কে গণমাধ্যমের যথেষ্ট অনুমান রয়েছে। স্টিলথ বিমানগুলি রাডার থেকে দূরে সংকেত প্রতিফলিত করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, সাধারণত গোলাকার পৃষ্ঠ ব্যবহার করে এবং আংশিক কোণের প্রতিফলক গঠন করতে পারে এমন কিছু এড়িয়ে। এটি রাডারের রিসিভারে ফিরে আসা সংকেতের পরিমাণকে হ্রাস করে যে লক্ষ্যটি (আদর্শভাবে) তাপীয় পটভূমির শব্দে হারিয়ে যায়। যদিও স্টিলথ প্রযুক্তিগুলি এখনও কোয়ান্টাম রাডারের রিসিভার থেকে দূরে মূল সংকেত প্রতিফলিত করার ক্ষেত্রে ঠিক ততটাই কার্যকর হবে, এটি সিস্টেমের অবশিষ্ট ক্ষুদ্র সংকেতকে আলাদা করার ক্ষমতা, এমনকি অন্যান্য উত্স দ্বারা জলাভূমি হলেও, এটি অত্যন্ত গোপনীয় নকশা থেকেও রিটার্ন বাছাই করতে দেয়। এই মুহুর্তে এই দূরপাল্লার অ্যাপ্লিকেশনগুলি অনুমানমূলক এবং পরীক্ষামূলক তথ্য দ্বারা সমর্থিত নয়। আরও সম্প্রতি, রাডার সনাক্তকরণের জন্য বিপুল সংখ্যক জড়িয়ে পড়া ফোটনের প্রজন্ম ওয়াটারলু বিশ্ববিদ্যালয় দ্বারা অধ্যয়ন করা হয়েছে। তথ্যসূত্র কোয়ান্টাম অপটিক্স কোয়ান্টাম তথ্য বিজ্ঞান রাডার