প্রযুক্তিতে কোয়ান্টাম: ‘যেথায় খুশি যাইতে পারি’ (পর্ব-৪)

(পর্ব-৩ এর পর…..)  

ধরা যাক, গিরিডির প্রফেসর শঙ্কুর কাছে একটা গোপন ওষুধের ফর্মুলা আছে, যার এক ডোজ খেলেই অপবিজ্ঞানের ভূত মাথা থেকে নেমে যাবে। অতি সত্বর সেই ফর্মুলা ভীষণ সন্তর্পণে পাঠাতে হবে ক্যাপ্টেন নিমোকে। প্রশান্ত মহাসাগরের তলায় নিজের সাবমেরিনের মধ্যে তৈরি করেছে বিশাল এক গবেষণাগার ক্যাপ্টেন নিমো। অথচ পারদর্শী তথ্য-দস্যুর প্রযুক্তি-চোখের নজরদারি এড়িয়ে এই তথ্যকে এক জায়গা থেকে অন্য জায়গায় পরিবহন করা একদমই সুরক্ষিত নয়।

উপায় একটাই। ভূতের ‘যেথায় খুশি যাইতে পারি’ বর: টেলিপোর্টেশন।   

শঙ্কু প্রথমে নিজের ওষুধের ফর্মুলাটা রাখার জন্য বানালো একটা কোয়ান্টাম বিট বা কিউবিট। তার কাজ এখন এই কিউবিট-রূপী তথ্যটাকে নিজের কাছ থেকে গায়েব করিয়ে ক্যাপ্টেন নিমোর গবেষণাগারে পৌঁছে দেওয়া। ধরা যাক, তথ্যটা লুকানো আছে কণাটার ঘূর্ণন হিসেবে। কিন্তু আমরা আগের পর্বে জেনেছি যে, কিউবিটের মধ্যে তথ্যটা থাকবে একটা তরঙ্গের উপরিপাতনের (সুপারপসিশন) অবস্থায়। অর্থাৎ কণাটা ঊর্ধ্বমুখী (↑) ও নিম্নমুখী (↓) ঘূর্ণনের একটা মিশ্রনের মত সহাবস্থান করছে কিউবিটের ঘরে। মজার ব্যাপার হল, প্রফেসর শঙ্কুর নিজের জানার দরকারই নেই, এই কিউবিট থেকে ঊর্ধ্বমুখী (↑) ও নিম্নমুখী (↓) ঘূর্ণন পাওয়ার সম্ভাবনা কতটা। এখন সে যদি ভাবে, “যাই এটা পাঠানোর আগে একটু যাচাই করে নিই, সব ঠিকঠাক আছে কিনা”, তাহলেই কেলো! তার নিজের দেখার মাসুল দিতে গিয়ে উপরিপাতন হয়ে যাবে নষ্ট। তাই তথ্য পাঠানোর প্রথম শর্ত, কিউবিটটাকে প্রত্যক্ষ উপায়ে দেখা চলবে না। 

শঙ্কু তাহলে কী করবে এবার? 

সে বানালো একজোড়া বিজড়িত (এন্ট্যাংগলড) কণা। ক্যাপ্টেন নিমোকে রাখতে দিল একটা কণা, জোড়ার অন্য কণাটা রাখল নিজের কাছে। এই সেই ভুতুড়ে কণা-যুগল, যাদের গল্প আমরা আগের পর্বে জেনেছিলাম। শঙ্কু জানে, বিজড়িত কণাদ্বয়ের একটার কান টানলে অন্য কণার কাছে সে খবর ঠিক পৌঁছে যাবে। আমরা এটা জেনেছি আগের দিন যে, এই বিজড়িত কণারাও আবার ঊর্ধ্বমুখী (↑) ও নিম্নমুখী (↓) ঘূর্ণনের এক ধরণের উপরিপাতন; আর এদের উপরিপাতন দিয়ে তৈরি ওয়েব ফাংশানটি হল অবিচ্ছেদ্য (ইনসেপারেবল) প্রকৃতির। এই ভুতুড়ে যুগলকে কাজে লাগিয়েই প্রফেসর শঙ্কু প্রবেশ করবে কোয়ান্টামের ইন্দ্রজালে।  

শঙ্কু কিউবিট এবং তার কাছে থাকা বিজড়িত কণাটিকে আলাদা আলাদা করে না মেপে তাদেরকে একসঙ্গে দেখার চেষ্টা করবে প্রথমে। ব্যাপারটাকে একটু গল্পের ছলে বোঝা যাক, খানিকটা সরলীকরণের মাধ্যমে। ধরা যাক, যে কিউবিটে তথ্যটা লুকোনো আছে, সেটা একটা টম নামের বাক্সবন্দী কোয়ান্টাম বেড়াল (ছবি-ক)। যেহেতু আমাদের প্রফেসর শঙ্কু তাকে দেখেনি, সে একই সঙ্গে জীবিত ও মৃত। যদিও শঙ্কু জানে না বেড়ালটার জীবিত ও মৃত থাকার সম্ভাবনা কতটা। অন্যদিকে, বিধুমুখী-ক এবং বিধুমুখী-খ দুটো বিজড়িত কোয়ান্টাম বেড়াল; যাদের মধ্যে বিধুমুখী-ক আছে প্রফেসর শঙ্কুর কাছে, আর বিধুমুখী-খ আছে ক্যাপ্টেন নিমোর কাছে। যেহেতু এই দুই বিধুমুখী বেড়ালদ্বয় কোয়ান্টাম ওয়েব ফাংশানের অদৃশ্য-অবিচ্ছেদ্য বন্ধনে আবদ্ধ, বাক্স খুলে একজনকে যদি জীবিত পাওয়া যায়, আমরা বলতে পারব, অন্য বাক্সের বিধুমুখী শহীদ হয়েছে।

সে যাই হোক, আমরা আপাতত প্রফেসর শঙ্কুর বাড়িতে। সেখানে উপস্থিত কিউবিট-রূপী টম এবং বিধুমুখী-ক। শঙ্কু একটা এমন বন্দোবস্ত করল, যাতে একটা ঘরে বিধুমুখী-ক ও টমকে রেখে বাইরে থেকে শুধু এটা দেখা হয়, তাদেরকে একত্রে দেখলে জীবিত না মৃত অবস্থায় পাওয়া যায়। এক্ষেত্রে চারটে সম্ভাবনা পাব আমরা। আমরা জীবিত অবস্থাকে ‘এক’ এবং মৃত অবস্থাকে ‘শূন্য’ দিয়ে প্রকাশ করলে এই চারটে সম্ভাবনাকে লিখতে পারি (ছবি-খ):

প্রথম সম্ভাবনা: দু’জনই জীবিত— ‘এক-এক’। 

দ্বিতীয় সম্ভাবনা : একজন জীবিত ও অন্যজন মৃত— ‘এক-শূন্য’। 

তৃতীয় সম্ভাবনা: একজন মৃত ও অন্যজন জীবিত— ‘শূন্য-এক’। 

চতুর্থ সম্ভাবনা: দু’জনই মৃত— ‘শূন্য-শূন্য’। 

এবার ধরা যাক, শঙ্কু দেখতে পেল একজন জীবিত, অন্যজন মৃত। ব্যাস, তার অন্য কিছু আর জানার দরকারই নেই, তার শুধু লাগবে এবার একটা ক্লাসিকাল রাস্তা— টেলিফোন, ইমেইল, বা ফ্যাক্স জাতীয় একটা তথ্য পাঠানোর পথ। প্রফেসর শঙ্কু সেই ক্লাসিকাল রাস্তা দিয়ে ক্যাপ্টেন নিমোকে একটা ছোট্ট খবর পাঠাল— “একজন জীবিত, অন্যজন মৃত”। এবার ধরা যাক, ক্যাপ্টেন নিমো নিজের বাক্স খুলে দেখতে পেল বিধুমুখী-খ মরে গেছে। অর্থাৎ, সে বুঝে গেল বিজড়িত বেড়াল বিধুমুখী-ক জীবিত। অথচ শঙ্কুর খবর অনুযায়ী “একজন জীবিত, অন্যজন মৃত” তখনি সম্ভব যদি কিউবিট বেড়াল টম হয় মৃত।  

এবার আমরা আবার ফিরে যাব বিজ্ঞানের ভাষায়। ধরলাম, বেড়ালের জীবিত অবস্থাটা কোয়ান্টাম কণাটার ঊর্ধ্বমুখী (↑) ঘূর্ণনের সমতুল্য, যাকে আমরা কম্পিউটারের ভাষায় ‘এক’ হিসেবে চিহ্নিত করেছি। অন্যদিকে, বেড়ালের মৃত অবস্থা বা কম্পিউটারের ‘শূন্য’কে আমরা কণার নিম্নমুখী (↓) ঘূর্ণনের সাথে তুলনা করতে পারি। তার মানে, প্রফেসর শঙ্কু ফোনে শুধু বলেছে দুই বিট নম্বর: ‘এক-শূন্য’। বিজড়িত কোয়ান্টাম কণার সাথে তথ্যরূপী কিউবিট কণাকে এভাবে সম্মিলিত উপায়ে মাপার পদ্ধতি ‘বেল পরিমাপন’ (জন স্টুয়ার্ট বেল-এর নামানুসারে। পর্ব-৩ এ এই ব্যক্তির সম্পর্কে জেনেছি আমরা) নামে পরিচিত। এদিকে নিমোর মাপা বিজড়িত কণাকে নিম্নমুখী (↓) ঘূর্ণন, অর্থাৎ ‘শূন্য’ হিসেবে পাওয়া গেছে। বা বলা ভালো, নিম্নমুখী (↓) ঘূর্ণন অবস্থায় থাকার সম্ভাবনা বের করে ফেলেছে নিমো। সে তাহলে খুব সহজেই তার বিজড়িত থাকার প্রভাব খাটিয়ে কিউবিট টম বেড়ালের জীবিত (↑) ও মৃত (↓) অবস্থায় থাকার সম্ভাবনাকে বের করে ফেলতে পারবে, সাক্ষাৎ টমকে পরিবহন না করেও। অর্থাৎ, টমের কোয়ান্টাম অবস্থার খবর সম্পূর্ণরূপে ‘টেলিপোর্ট’ হয়ে গেলো ক্যাপ্টেন নিমোর কাছে। এখানেই খটকা। নিমেষের মধ্যে যদি কিউবিটের তথ্য শঙ্কুর কাছ থেকে নিমোর কাছে ‘টেলিপোর্ট’ হয়ে যায়, তাহলে তা কি আলোর গতিবেগকেও মাত দিতে পারে? ঠিক যে কারণটা ভাবিয়ে তুলেছিল আইনস্টাইনকে! আপেক্ষিকতাবাদের মূল স্তম্ভ আলোর যে গতিবেগের সসীম মানের ওপরে দাঁড়িয়ে, কোয়ান্টাম প্রযুক্তি কি তাকে সত্যিই খণ্ডন করছে?      

একটু আগেই আমরা দেখেছিলাম, কোয়ান্টাম প্রযুক্তির সাহায্যে তথ্য ‘টেলিপোর্ট’ করতে কোয়ান্টাম রাস্তার পাশাপাশি আছে একটা ক্লাসিকাল রাস্তাও। এই রাস্তা দিয়েই শঙ্কু নিমোকে খবর পাঠিয়েছিল “একজন জীবিত, অন্যজন মৃত”। আর এই রাস্তা দিয়ে যে কোনও তথ্য যেতে একটা ন্যূনতম সময় তো নেবেই, এবং তার গতিবেগ কখনো আলোর গতিবেগের থেকে বেশি হওয়া সম্ভব নয়। ফলে, যেই মুহূর্তে প্রফেসর শঙ্কু তার কাছে থাকা বেড়ালদের ওপর মাপজোখ করল এবং যখন খবরটা ক্যাপ্টেন নিমোর কাছে পৌঁছাল, এই দুটো ঘটনা তাৎক্ষণিক হতে পারেনা। ফলত, আইনস্টাইনের আপত্তি যে জায়গাটায় ছিল; আলোর থেকে বেশি গতিবেগে তথ্যের তাৎক্ষণিক আদানপ্রদান, সেরকম ঘটনা আদৌ ঘটছে না কোয়ান্টাম টেলিপোর্টেশনে। 

আইনস্টাইনের আপত্তি যে জায়গাটায় ছিল; আলোর থেকে বেশি গতিবেগে তথ্যের তাৎক্ষণিক আদানপ্রদান, সেরকম ঘটনা আদৌ ঘটছে না কোয়ান্টাম টেলিপোর্টেশনে। 

এবার আসি কোয়ান্টাম টেলিপোর্টেশন-এর আরো দুই মুখ্য চরিত্রের কথায়। এরা হল দুটো উপপাদ্য (থিওরেম): একটি নো-ক্লোনিং থিওরেম, অন্যটি নো-ডিলিটিং থিওরেম। যে কোনও কোয়ান্টাম অবস্থার হুবহু প্রতিলিপি বা ক্লোন তৈরি করা সম্ভব নয়; নো-ক্লোনিং থিওরেম-এর বক্তব্য অনুযায়ী। অন্যদিকে নো-ডিলিটিং থিওরেম বলে, একবার তৈরি হয়ে যাওয়া কোনও একটি কোয়ান্টাম অবস্থাকে সম্পূর্ণ মুছে ফেলাও অসম্ভব। ফলত, ক্যাপ্টেন নিমোর কাছে এসে পৌঁছানো কিউবিটের তথ্যটা শঙ্কুর কাছে থাকা মূল তথ্যের অবিকল প্রতিরূপ হতে পারবেনা। যেহেতু এখন কিউবিটের তথ্য নিমোর কাছে ‘টেলিপোর্ট’ হয়ে গেছে, নো-ক্লোনিং থিওরেম অনুযায়ী শঙ্কুর কাছে সেই তথ্যটার আর থাকার কোনও উপায়ই নেই; ফলত শঙ্কুর কিউবিটের তথ্যটা নষ্ট হয়ে যাবে। অথচ, নো-ডিলিটিং থিওরেম-এর সৌজন্যে সেটা পুরোপুরি মুছেও যেতে পারবেনা। ফলস্বরূপ, শঙ্কুর কাছে থাকা আসল তথ্যটা নিজেকে বদলে ফেলবে। আপাতদৃষ্টিতে মনে হবে, কিউবিটে থাকা প্রাথমিক তথ্যটা এক জায়গা থেকে ‘ভ্যানিশ’ হয়ে অন্য জায়গায় আবির্ভূত হল। তাই এই আপাত ভুতুড়ে ঘটনাটাকে আমরা ‘টেলিপোর্টেশন’ বলে থাকি।  

আমরা যখন শঙ্কুর গিরিডির বাড়ি থেকে নিমোর সাবমেরিনে টেলিপোর্ট-এ ব্যস্ত ছিলাম, ঠিক সেই সময় ক্লাসিকাল পথে আড়ি পেতে ছিল কিছু প্রযুক্তি-দস্যু। তারা শুনতে পেলো, “একজন জীবিত, অন্যজন মৃত” অথবা প্রযুক্তির ভাষায় দুটো বিট ‘এক-শূন্য’। এই তথ্য তাদের কাছে মাথামুন্ডু-হীন; কে জীবিত, কতটা জীবিত থাকার সম্ভাবনা, তারা জানলো না কিছুই। তারা টেরই পেলো না, আস্ত একখানা কিউবিট টেলিপোর্ট হয়ে গেল তাদের নাকের ডগা দিয়ে। 

তবে বাস্তবের মাটিতে এই প্রযুক্তি তৈরি করা ঠিক ততটাও সহজ নয়। প্রথমত, এক একটা কিউবিটকে টেলিপোর্ট করতে আমাদের লাগবে একজোড়া করে বিজড়িত কণা। একবার একটা কিউবিট টেলিপোর্ট করার পর সেই দুই বিজড়িত কণাও একে অপরের সাথে সম্পর্ক ছিন্ন করে ফেলে, ফলে তারা নতুন আরেকটা কিউবিটকে আর টেলিপোর্ট করতে পারবেনা। অর্থাৎ একটা বড় তথ্য, যাকে সাঙ্কেতিক রূপে প্রকাশ করতে লাগবে একাধিক কিউবিট কণা, সেক্ষেত্রে মাত্র একজোড়া বিজড়িত কণার বদলে মাঠে নামাতে হবে একাধিক বিজড়িত কণা-যুগলকে। এছাড়া, বিজড়িত কণা-যুগলকে তৈরি করে দুটো দূরবর্তী স্থানে প্রেরণ করা প্রযুক্তিগতভাবে একদমই সহজসাধ্য নয়। এই শতকের শুরুর দিক থেকেই বিভিন্ন দেশ বিভিন্ন রকম প্রযুক্তি ব্যবহার করে এই কাজটি করার চেষ্টা করেছে এবং এখনো করে চলছে। ২০০৪ সালে ভিয়েনার দানিয়ুব নদীর একপ্রান্ত থেকে অন্যপ্রান্তে আলোকীয় তন্তুর মাধ্যমে ৬০০ মিটার দূরবর্তী দুটো জায়গার মধ্যে সফলভাবে কোয়ান্টাম তথ্য টেলিপোর্ট করা হয়। এক্ষেত্রে আলোর কণা ফোটনকে ব্যবহার করা হয়েছিল বিজড়িত কণা হিসেবে। যদিও আলোকীয় তন্তুর সাহায্যে এখনো অব্দি শ’খানেক কিলোমিটারের বেশি দূরত্ব অতিক্রম করা সম্ভব হয়নি, কারণ ফোটন এই প্রযুক্তিতে বেশি দূর যেতে গিয়ে লয়প্রাপ্ত হয়ে যায়। ২০১৬–১৭ সালের মধ্যে চিনের একদল বিজ্ঞানী কোয়ান্টাম জটকে (এন্ট্যাংগলমেন্ট) ব্যবহার করে প্রযুক্তির দুনিয়ায় নতুন এক দিগন্ত খুলে দেয়। তারা কোয়ান্টাম প্রযুক্তিসম্পন্ন কৃত্রিম উপগ্রহ ‘মিসিয়াস’ বা ‘মোৎজা’ (চাইনিস দার্শনিক মোৎজার নামে) লঞ্চ করার পর, তিব্বতের পাহাড়ী এলাকা থেকে প্রায় ৫০০–১৫০০ কিলোমিটার উচ্চতায় অবস্থিত উপগ্রহটিতে বিজড়িত ফোটন কণা-দ্বয়ের একটিকে পাঠায়, যখন অন্যটিকে রেখে দেয় নিজেদের কাছে পৃথিবীতেই। দীর্ঘ ৩২ দিন ব্যাপী তারা একাধিকবার এই পরীক্ষাটি করে এবং কোয়ান্টাম জট-এর সফল ‘লং ডিসট্যান্স রিলেশনশিপ’কে সফলভাবে প্রমান করে। ২০১৭ সালের সেপ্টেম্বর নাগাদ এই কৃত্রিম উপগ্রহটির সাহায্যে দুটি বিজড়িত ফোটনকে পৃথিবীর ১,২০৩ কিলোমিটার ব্যবধানে অবস্থিত দুটো জায়গায় পাঠিয়ে ‘লং-ডিসট্যান্স’এ ’টেলিপোর্টেশন’ সফল করা হয় (ছবি-গ)। এখন আমাদের হাতে যে প্রযুক্তি মজুত আছে, তাতে ক্যাপ্টেন নিমো আর শঙ্কুর মাঝের ব্যবধানকে আপাতত ১০০০–১৪০০ কিলোমিটারের মধ্যে সীমাবদ্ধ রাখতে হলেও, খুব তাড়াতাড়িই হয়ত আমাদের গল্পের গিরিডি থেকে প্রশান্ত মহাসাগরের দূরত্বকে কোয়ান্টাম প্রযুক্তি দিয়ে বেঁধে ফেলা সম্ভব হবে।

পুনশ্চ: আগের পর্বে বেলা স্যার স্বপ্নে টেলিপোর্ট করে পৌঁছে গেছিলেন আইনস্টাইন-বোরের বচসার ঠিক মধ্যিখানে। হয়ত বেলা স্যার ক্লাসিকাল রাস্তার কথা বলে আইনস্টাইনকে কিছুটা সন্তুষ্টি দিয়েছিলেন, কে জানে!    

———————————

~ কলমে এলেবেলে চিরশ্রী ~

এলেবেলের দলবল

► লেখা ভাল লাগলে অবশ্যই লাইক করুন, কমেন্ট করুন, আর সকলের সাথে শেয়ার করে সকলকে পড়ার সুযোগ করে দিন। 

► এলেবেলেকে ফলো করুন।