गुओगुआंग क्वांटम ने ऑप्टिकल रीडिंग के लिए किलोक्यूबिट सिस्टम हेतु 25-चैनल सिंगल फोटॉन डिटेक्शन मॉड्यूल प्रस्तुत किया

चाइना टेलीकॉम, YOFC और ZTE के अनुसंधान संस्थान ने दुनिया में पहले वास्तविक समय में फाइबर ऑप्टिक पर 1000 किलोमीटर से अधिक की दूरी पर द्विदिश डेटा ट्रांसमिशन को सफलतापूर्वक लागू किया है, जैसा कि चाइना टेलीकॉम रिसर्च इंस्टीट्यूट ने 2 नवंबर को आईटी होम और सी114 के स्रोतों के अनुसार घोषणा की।

1007.48 किमी की लाइन पर, भागीदारों ने विस्तारित C+L रेंज में PCS-16QAM मॉड्यूलेशन का उपयोग करके एक तरंग दैर्ध्य पर 800 जीबीपीएस की गति प्रदान की, जिससे एक ही ऑप्टिकल फाइबर केबल के माध्यम से दोनों दिशाओं में सिग्नल प्रसारित हुए और कुल बैंडविड्थ 128 टीबीपीएस हो गई। ये तीनों संगठन राष्ट्रीय प्रमुख प्रयोगशाला के संयुक्त बिल्डर के रूप में सहयोग कर रहे थे।

भागीदारों ने तीन महत्वपूर्ण उपलब्धियों की घोषणा की। इस प्रयोग ने फाइबर ऑप्टिक पर वास्तविक समय में सबसे लंबी एकल-बिंदु, गैर-लूप डेटा ट्रांसमिशन का रिकॉर्ड स्थापित किया, जबकि प्रत्येक खंड पर कम से कम 3 डीबी का हानि मार्जिन और सिस्टम को बनाए रखने के लिए कम से कम 3 डीबी का ऑप्टिकल सिग्नल-टू-नॉइज़ रेशियो (OSNR) मार्जिन बनाए रखा। इसके अलावा, यह 1000 किमी के पैमाने पर एक ही ऑप्टिकल फाइबर लाइन पर पहला वास्तविक समय द्विदिश ट्रांसमिशन था।

हालांकि प्रतिबिंबों ने OSNR को 0.5 डीबी से 4 डीबी तक कम कर दिया, टीम का मानना है कि यह लंबी दूरी के द्विदिश संचालन की संभावना को साबित करता है। अंत में, गैसलाइन अवशोषण से मुक्त विस्तारित C+L रेंज में सबसे लंबी फाइबर ऑप्टिक लाइन का निर्माण किया गया।

अंतिम बिंदु इस तकनीक के लिए विशिष्ट समस्या से संबंधित है। चूंकि खोखले कोर वाले फाइबर में प्रकाश ठोस कांच के बजाय गैस से गुजरता है, इसलिए कोर में कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड के निशान कुछ तरंग दैर्ध्य को अवशोषित कर सकते हैं और ट्रांसमिशन को खराब कर सकते हैं। इस समस्या को हल करने के लिए, टीम ने पूरे विस्तारित C+L रेंज में इन अवशोषण लाइनों को खत्म करने के लिए उत्पादन प्रक्रिया को उन्नत किया।

उपकरण के संबंध में, भागीदारों ने उच्च शक्ति वाले एम्पलीफायरों को छोड़ दिया और पूरी तरह से लोड की गई 800जी प्रणाली से सर्वोत्तम प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए फाइबर हानि प्रोफ़ाइल के अनुरूप वाणिज्यिक एम्पलीफायरों का उपयोग किया। सिस्टम स्तर पर, ट्रांसमीटर पर हल्का प्री-इक्वलाइज़ेशन पूरे रेंज में चैनल स्थिरता बनाए रखता था। टीम ने लाइन पर प्रतिबिंबों और इंटरमोडल हस्तक्षेपों के प्रभाव के लिए एक एंड-टू-एंड मॉडल भी विकसित किया और एक चरम परिदृश्य का परीक्षण किया जहां रेंज का एक हिस्सा विफल हो जाता है, बिना प्रदर्शन हानि का पता लगाए।

ऑपरेटरों के लिए विलंबता सबसे अधिक मायने रखती है। खोखले कोर में प्रकाश लगभग वैक्यूम की गति से चलता है, जो पारंपरिक कांच के फाइबर की तुलना में लगभग 30% तेज है, जो 1000 किमी के मार्ग पर प्रत्येक दिशा में लगभग 1.5 मिलीसेकंड बचाता है। घोषणा में मापा गया विलंबता मान निर्दिष्ट नहीं किया गया था। अब तक, चीन में खोखले कोर फाइबर का उपयोग मुख्य रूप से छोटे कनेक्शनों के लिए किया जाता रहा है, जैसे कि जूनवेई, निंसिया में डेटा केंद्रों के बीच, जबकि पश्चिम में कंप्यूटिंग क्लस्टर अक्सर पूर्व में मांग से 1000 किमी से अधिक दूर होते हैं। चाइना टेलीकॉम ने कहा कि प्राप्त परिणाम फाइबर ऑप्टिक पर उच्च बैंडविड्थ, लंबी दूरी और कम विलंबता वाले मैगिस्ट्रल नेटवर्क बनाने के लिए एक व्यावहारिक तकनीकी आधार प्रदान करता है।

पाराइबा के लिए निर्धारित क्वांटम कंप्यूटरों की असेंबली उपकरणों के शेष पुर्जों के पहुंचने के बाद नवंबर में शुरू होने की उम्मीद है। यह पूर्वानुमान राज्य विज्ञान और प्रौद्योगिकी सचिव, क्लौडियो फुरटाडो ने पिछले शनिवार (24) को पुष्टि की।

सचिव के अनुसार, घटक 17 नवंबर को राज्य में पहुंचने चाहिए। इस आगमन से पहले सीमा शुल्क निकासी की प्रक्रिया होगी, जो 5 नवंबर को शुरू होने के लिए निर्धारित है। क्लौडियो फुरटाडो ने विस्तार से बताया कि 5 नवंबर से सीमा शुल्क निकासी शुरू होगी, और बाकी सभी पुर्जे 17 नवंबर को पाराइबा में होंगे, जिस समय कंप्यूटर तैयारी और असेंबली की प्रक्रिया शुरू करेगा।

इस परियोजना में जोआओ पेसोआ में पाराइबा क्वांटम कंप्यूटिंग सेंटर (Ciquanta) में दो क्वांटम कंप्यूटर स्थापित करना शामिल है। इन उपकरणों का उल्लेख राष्ट्रपति लुइज इनासियो लूला दा सिल्वा (PT) ने शुक्रवार (23) को टीवी ग्लोबो पर प्रसारित राष्ट्रपति बहस के दौरान फ्लैवियो बोलसोनारो (PL) के साथ किया था।

प्रारंभिक पूर्वानुमान के बाद अद्यतन समयरेखा

शुरुआत में, इस वर्ष जुलाई में, g1 पोर्टल ने सूचित किया था कि लैटिन अमेरिका के पहले क्वांटम कंप्यूटर पाराइबा में 2026 तक स्थापित किए जाएंगे, जिसमें अक्टूबर तक असेंबली पूरी होने की उम्मीद थी। हालांकि, समयरेखा में बदलाव आया है। क्लौडियो फुरटाडो ने स्पष्ट किया कि अब Ciquanta की संरचना का एक हिस्सा दिसंबर की शुरुआत में वितरित होने की उम्मीद है।

प्रौद्योगिकी के लिए बुनियादी ढांचा और निर्माण कार्य

इन उपकरणों को जोआओ पेसोआ में एस्टेशन दास आर्टेस परिसर में स्थापित किया जाएगा, जो नई तकनीक को समायोजित करने के लिए बदलाव से गुजर रहा है। इस संरचना के लिए बहुत विशिष्ट पर्यावरणीय परिस्थितियों की आवश्यकता होती है, जैसे तापमान नियंत्रण, पर्यावरणीय स्थिरता और विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण। क्लौडियो फुरटाडो ने यह भी आश्वासन दिया कि स्थापना कार्यक्रम को पूरा करने के लिए बुनियादी ढांचे का काम चल रहा है, जिसमें उल्लेख किया गया कि बिजली और तार्किक भाग उस सप्ताह पूरे हो जाएंगे, और एयर कंडीशनर इकाइयां स्थापना पूरी करने के लिए तैयार हैं।

परियोजना के दायरे में दो क्वांटम कंप्यूटर शामिल हैं, जिनकी क्षमता 20 और 100 क्यूबिट है, जो लगभग 150 मिलियन ब्राज़ीलियाई रियल का प्रारंभिक अनुमानित निवेश है।

क्वांटम कंप्यूटर का संचालन और आवश्यकताएँ

पारंपरिक कंप्यूटरों के विपरीत, जो डेटा संसाधित करने के लिए बिट्स का उपयोग करते हैं, क्वांटम कंप्यूटर क्यूबिट्स का उपयोग करते हैं, जो क्वांटम भौतिकी के सिद्धांतों पर आधारित सूचना इकाइयाँ हैं। इस तकनीक में लॉजिस्टिक्स, आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस, साइबर सुरक्षा और दवा विकास जैसे क्षेत्रों में विशेष अनुसंधान और गणनाओं में सहायता करने की क्षमता है। हालांकि, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि इसका मतलब यह नहीं है कि वे सभी गतिविधियों में पारंपरिक कंप्यूटरों से बेहतर हैं।

उपकरणों को विशेष शीतलन प्रणालियों की आवश्यकता होती है। क्लौडियो फुरटाडो द्वारा बताए अनुसार, चिप्स को परम शून्य के करीब तापमान पर संचालित करने की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से लगभग 10 मिलीकेल्विन पर, जो लगभग -273 डिग्री सेल्सियस के बराबर है। इस स्थिति को प्राप्त करने के लिए, हीलियम-3 और हीलियम-4 का उपयोग करके एक शीतलन प्रणाली का उपयोग किया जाएगा, जिसे आवश्यक परिचालन स्थितियों को बनाए रखने के लिए अतिरेक तंत्र द्वारा पूरक किया जाएगा।

पाराइबा के शोधकर्ताओं के लिए पहुंच

इन कंप्यूटरों तक प्रारंभिक पहुंच पाराइबा राज्य के संस्थानों से जुड़े शोधकर्ताओं को दी जाएगी, जैसे कि फेडरल यूनिवर्सिटी ऑफ पाराइबा (UFPB), फेडरल यूनिवर्सिटी ऑफ कैम्पिना ग्रांडे (UFCG) और फेडरल इंस्टीट्यूट ऑफ पाराइबा (IFPB)। इसके अलावा, परियोजना में चीनी कंपनी CETC से Ciquanta में तकनीकी ज्ञान हस्तांतरण की भी योजना है, जिसमें क्रायोजेनी, सेंसर और ऑपरेटिंग सिस्टम जैसे विषय शामिल हैं। बड़ा लक्ष्य ब्राज़ीलियाई पेशेवरों को इस तकनीक के साथ काम करने के लिए प्रशिक्षित करना और ब्राज़ील में नए उपकरणों के विकास की संभावनाओं का विस्तार करना है।

हुआवेई ने शेंक्सी प्रांत में चाइना टेलीकॉम की शाखा के साथ मिलकर शू-लान और यिनसी की हाई-स्पीड रेलवे लाइनों पर 32T32R FDD डुअल-बैंड मैसिव MIMO तकनीक का वाणिज्यिक रोलआउट किया। यह उपकरण एक साथ 1.8 गीगाहर्ट्ज़ और 2.1 गीगाहर्ट्ज़ आवृत्तियों पर काम करता है।

हुआवेई का दावा है कि यह चीन में हाई-स्पीड रेलवे की परिस्थितियों में FDD मैसिव MIMO का पहला वाणिज्यिक उपयोग है। हाई-स्पीड रेलवे नेटवर्क टावरों के बीच बड़ी दूरी, 350 किमी/घंटा तक की ट्रेनों की गति और धातु के डिब्बों से होने वाले प्रवेश हानि के कारण मोबाइल कवरेज के लिए गंभीर चुनौतियां पैदा करते हैं।

मैसिव MIMO तकनीक, जिसका उपयोग आमतौर पर घनी आबादी वाले शहरी क्षेत्रों में बैंडविड्थ बढ़ाने के लिए किया जाता है, पारंपरिक वाइड-बीम एंटीना की तुलना में संकीर्ण बीम बनाती है। हुआवेई का तर्क है कि इस प्रकार का बीम आकार रैखिक मार्ग के लिए उपयुक्त है: बीम को पटरियों के साथ निर्देशित किया जा सकता है, कोशिकाओं के माध्यम से ट्रेन का अनुसरण किया जा सकता है और डॉप्लर प्रभाव की भरपाई के लिए अनुकूलित किया जा सकता है, जो कनेक्शन को खराब कर सकता है।

कंपनी ने रेलवे पर उपयोग के लिए डिजाइन के तीन प्रमुख पहलुओं पर प्रकाश डाला। अनुकूली बीम उच्च गति पर आवृत्ति विस्थापन प्रभावों को सीमित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। सेलुलर बीम ट्रैकिंग और समन्वित योजना कई कोशिकाओं को पार करते समय स्विचिंग की संख्या को कम करने के लिए हैं। इसके अलावा, ब्रॉडकास्ट बीम और पायलट यह सुनिश्चित करने के लिए ट्यून किए गए हैं कि ऊर्जा खाली इलाके में बिखरने के बजाय गलियारे में बनी रहे।

दावे के अनुसार, शेंक्सी में यिनसी खंड पर किए गए माप से आधुनिकीकरण के बाद सेल कवरेज में लगभग 200 मीटर का विस्तार हुआ, 5जी अपलिंक की औसत गति में 24% की वृद्धि हुई और डाउनलिंक की औसत गति में 50% से अधिक की वृद्धि हुई। उपयोगकर्ता अनुभव में सुधार के आंकड़े और भी अधिक स्पष्ट थे: सीमा पर अपलिंक गति में 95% की वृद्धि हुई, और डाउनलिंक गति में 100% से अधिक की वृद्धि हुई।

हालांकि FDD मैसिव MIMO लंबे समय से शहरी मैक्रोनेटवर्क में क्षमता बढ़ाने का एक उपकरण रहा है, लेकिन एक हाई-स्पीड कॉरिडोर पर 32 ट्रांसमिटिंग और 32 रिसीविंग ट्रैक्ट्स को तैनात करना इस शहरी क्षमता मॉडल को तेजी से चलने वाली रैखिक सेल पर लागू करने का प्रयास है। हुआवेई और शानक्सी टेलीकॉम शेंक्सी में कार्यान्वयन को एक प्रयोगशाला प्रयोग के बजाय एक सक्रिय वाणिज्यिक नेटवर्क के रूप में प्रस्तुत करते हैं। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि सभी घोषित कवरेज और थ्रूपुट लाभ कंपनी और ऑपरेटर द्वारा अक्टूबर की घोषणा से दावे हैं और स्वतंत्र रूप से सत्यापित नहीं किए गए हैं।