শব্দ কি কোয়ান্টাম কণার মতো আচরণ করতে পারে?

যে প্রশ্নটা আমার মাথায় ঘুরপাক খাচ্ছিল

কিছুদিন ধরে আমার মাথায় একটা সহজ প্রশ্ন ঘুরছিল। শব্দ একটি তরঙ্গ। আলো একটি তরঙ্গ, আবার ইলেকট্রনও তরঙ্গের মতো আচরণ করে। ডাবল স্লিট পরীক্ষার কথা সবাই জানে, যেখানে ইলেকট্রন পর্দার ওপর ডোরাকাটা দাগ তৈরি করে, আর তারা কোন চেরা পথ দিয়ে গেল সেটা দেখতে গেলেই দাগগুলো উধাও হয়ে যায়। তাহলে শব্দও কি একই কাজ করতে পারে? শব্দের তরঙ্গ কি কোয়ান্টাম বস্তুর মতো একই রকম আচরণ, ব্যতিচার আর পর্যবেক্ষণের এই অদ্ভুত প্রভাব দেখাতে পারে?

আমি বিষয়টা নিয়ে বেশ গভীরে গিয়েছিলাম, আর এক কথায় উত্তর হলো হ্যাঁ, আবার না। কোয়ান্টাম তরঙ্গ যা যা করে, শব্দ তার অনেক কিছুই করে। কিন্তু যে ব্যাপারটা কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানকে আসলেই কোয়ান্টাম করে তোলে, শব্দ ঠিক সেটাই করতে পারে না। সীমারেখাটা আসলে কোথায়, নিচে সেটাই বলা হলো।

শব্দ আসলে কী

শব্দ একটি যান্ত্রিক তরঙ্গ। এর চলাচলের জন্য বাতাস, পানি বা কোনো কঠিন পদার্থের মতো মাধ্যমের প্রয়োজন হয়, আর ঠিক এই কারণেই শূন্যস্থানে কোনো শব্দ থাকে না। স্পিকারের পর্দা বা হাতের তালি তার পাশের বাতাসের অণুগুলোকে একসাথে ঠেসে দেয়, তারপর সেগুলো আবার ছড়িয়ে পড়ে, আর বাতাসের এই সংকুচিত ও প্রসারিত হওয়ার ধরনটি বাইরের দিকে ছড়িয়ে যায়। অণুগুলো কিন্তু নিজে উড়ে আপনার কানে চলে আসে না। তারা কেবল তাদের জায়গায় দাঁড়িয়ে সামনে-পেছনে দুলতে থাকে, আর কেবল সেই আলোড়নটুকুই এগিয়ে যায়।

একটি শব্দ তরঙ্গের তরঙ্গদৈর্ঘ্য থাকে, অর্থাৎ একটি সংকোচন থেকে পরের সংকোচনের দূরত্ব। এর একটি কম্পাঙ্ক থাকে, প্রতি সেকেন্ডে এমন কতগুলো ঢেউ পার হচ্ছে, যেটাকে আমরা সুরের তীক্ষ্ণতা হিসেবে শুনি। মানুষ মোটামুটি ২০ হার্টজ থেকে ২০,০০০ হার্টজ পর্যন্ত শুনতে পায়। এর একটা বিস্তার থাকে, ধাক্কাটা কতটা জোরদার ছিল, আর সেটাকে আমরা শব্দের তীব্রতা হিসেবে শুনি। আর এর একটা গতি থাকে যা মাধ্যমের ওপর নির্ভর করে। ঘরের তাপমাত্রায় বাতাসে শব্দ সেকেন্ডে প্রায় ৩৪৩ মিটার গতিতে চলে, আর সমুদ্রের পানিতে চলে প্রায় ১,৫৩১ মিটার গতিতে।

আমার প্রশ্নের জন্য গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হলো, এই সবটুকুই চিরায়ত পদার্থবিজ্ঞান। আপনি যদি উৎস আর মাধ্যম সম্পর্কে জানেন, তাহলে তরঙ্গটি পরবর্তীতে কী করবে তা আপনি একদম নিখুঁতভাবে হিসেব করে বের করতে পারবেন। এর মধ্যে কোনো কিছুই এলোমেলো বা অনিশ্চিত নয়।

একটি তরঙ্গ যা যা করে, শব্দও তার সবই করে

শব্দের প্রতিফলন হয়। এটাই হলো প্রতিধ্বনি, আর এভাবেই সোনার পানির নিচে জিনিসপত্র খুঁজে বের করে। শব্দের প্রতিসরণ হয়, অর্থাৎ বাতাস গরম বা ঠান্ডা হলে কিংবা বাতাসের দিক বদলালে শব্দ বেঁকে যায়, আর বাতাসের অনুকূলে থাকলে গলার আওয়াজ অনেক দূর পর্যন্ত যায়। শব্দের অপবর্তন হয়, এটি কোনো কোনা দিয়ে বেঁকে যেতে পারে এবং দরজার ফাঁক গলে ছড়িয়ে পড়ে, আর সেই কারণেই আপনি পাশের ঘরের কাউকে না দেখেও তার কথা শুনতে পান। চড়া সুরের চেয়ে নিচু সুরের শব্দ অনেক সহজে বাঁকে, আর এই কারণেই দূরের বজ্রপাত কেবল একটা গম্ভীর গুড়গুড় আওয়াজ হিসেবে শোনায়।

আর শব্দের ব্যতিচারও হয়। যখন দুটি শব্দ তরঙ্গ মিলিত হয় এবং তাদের শীর্ষবিন্দুগুলো একসাথে মিলে যায়, তখন তারা একে অপরের সাথে যোগ হয়ে আওয়াজ আরও জোরালো হয়। যখন একটার শীর্ষবিন্দু অন্যটার খাঁজের সাথে মেলে, তখন তারা একে অপরকে বাতিল করে দেয় এবং আওয়াজ কমে যায়, তাত্ত্বিকভাবে তা একদম নিস্তব্ধতায় নেমে যেতে পারে। প্রায় একই রকম তীক্ষ্ণতার দুটি সুর একটা ধীর ছন্দে কখনো জোরে আবার কখনো আস্তে হতে থাকে, আর একে বলা হয় বিট।

সুতরাং তরঙ্গের যাবতীয় বৈশিষ্ট্য শব্দের মধ্যে পুরোদমে আছে, আর পুরোনো চিরায়ত তরঙ্গ পদার্থবিজ্ঞান এর প্রতিটি অংশ ব্যাখ্যা করতে পারে।

আকার কেন গুরুত্বপূর্ণ

আপনি কী দেখবেন তা অনেকটাই নির্ভর করে তরঙ্গের আকারের ওপর। বাতাসে একটি ১০০ হার্টজের সুরের তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রায় ৩.৪ মিটার, আর একটি ১০ কিলোহার্টজের সুরের তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রায় ৩.৪ সেন্টিমিটার। আমাদের দরজা, ঘর, আসবাবপত্র এবং মানুষের আকারও কিন্তু এমনই। তাই শব্দ সারাক্ষণই আমাদের প্রতিদিনের চারপাশের জগতে বেঁকে যায়, আর আমরা এমন জিনিসও শুনতে পাই যা আমরা দেখতে পাই না।

দৃশ্যমান আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রায় ৪০০ থেকে ৭০০ ন্যানোমিটার। আলোকে বাঁকাতে আর ব্যতিচার ঘটাতে হলে খুব নিখুঁতভাবে তৈরি অতি ক্ষুদ্র চেরা অংশের দরকার হয়, আর এই কারণেই আলো দৈনন্দিন জীবনে কোনা দিয়ে বেঁকে যায় না। ইলেকট্রনেরও একটা তরঙ্গদৈর্ঘ্য আছে, এবং সাধারণ পরীক্ষাগুলোতে এর আকার কোনো স্ফটিকের পরমাণুগুলোর মধ্যকার দূরত্বের সমান হয়।

কাজেই একই ধরনের তরঙ্গ আচরণ সম্পূর্ণ ভিন্ন ভিন্ন স্কেলে দেখা যায়। শব্দ সেটা করে একটা বসার ঘরে, ইলেকট্রন সেটা করে পরমাণুর স্কেলে। শুধু এইটুকু দিয়ে কোনো কিছু কোয়ান্টাম নাকি কোয়ান্টাম নয়, তা বলা যায় না। এটা স্রেফ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিষয়।

দুটি স্পিকার দিয়ে ডাবল স্লিট

শব্দ দিয়ে আসলেই ডাবল স্লিট পরীক্ষা করা যায়, আর এটি ক্লাসরুমের একটি পরিচিত প্রদর্শনী। একটা উপায় হলো দুটো ফাঁকওয়ালা একটা দেয়াল ব্যবহার করা। আরও সহজ উপায় হলো একই সিগন্যাল জেনারেটর দিয়ে চালানো দুটি স্পিকার ব্যবহার করা, যাতে দুটো থেকেই একদম একই তালে একই সুর বাজে। সাধারণ একটি সাজে এগুলোকে প্রায় আধ মিটার দূরত্বে রাখা হয় এবং প্রায় ২,০০০ হার্টজের মতো কিছু বাজানো হয়।

তারপর আপনি সেগুলোর সামনে ঘরের একপাশ থেকে অন্যপাশে ধীরে ধীরে হাঁটবেন। আপনি একের পর এক কখনো জোরালো শব্দ, আবার কখনো নিস্তব্ধ জায়গা শুনতে পাবেন। এগুলো ঠিক সেই উজ্জ্বল আর অন্ধকার ডোরাকাটা দাগের মতোই যা থমাস ইয়ং আলোর ক্ষেত্রে দেখেছিলেন, আর মানুষ এগুলোকে শব্দের জন্য ইয়ং-এর ফ্রিঞ্জ বলে। একটি মাইক্রোফোন আর একটি মিটার দিয়ে আপনি এই নকশাটা একদম নিখুঁতভাবে ম্যাপ করতে পারবেন। ঠিক মাঝখানে, দুটি স্পিকার থেকেই সমান দূরত্বে, আওয়াজটা খুব জোরালো হয়।

একটি সাধারণ ঘরে ব্যাপারটা একটু গুলিয়ে যায়, কারণ দেয়ালগুলো শব্দকে প্রতিফলিত করে এবং মূল তরঙ্গের ওপর আরও বাড়তি তরঙ্গ যোগ করে। বাইরে বা একদম প্রতিধ্বনিহীন ঘরে এটা সবচেয়ে ভালো কাজ করে। আর শান্ত জায়গাগুলোতে আপনি প্রায় কখনই নিখুঁত নিস্তব্ধতা পাবেন না, কারণ দুটি তরঙ্গ একদম হুবহু সমান শক্তি নিয়ে পৌঁছাতে পারে না।

ইলেকট্রন দিয়ে ডাবল স্লিট

এবার কোয়ান্টাম সংস্করণ দেখা যাক। একটি উৎস থেকে একবারে একটি করে একক ফোটন বা একক ইলেকট্রন দুটি সরু চেরা পথ বিশিষ্ট দেয়ালের দিকে পাঠানো হয়। এর পেছনে একটা পর্দা থাকে যা প্রতিটি কণা কোথায় গিয়ে পড়ছে তা রেকর্ড করে।

প্রতিটি ইলেকট্রন একটি নির্দিষ্ট জায়গায় একটা বিন্দু হিসেবে পৌঁছায়। কিন্তু যখন আপনি অনেকগুলো ইলেকট্রন পাঠান, দুটি চেরা পথই খোলা রাখেন এবং তারা কোন পথ দিয়ে গেল তা পরীক্ষা না করেন, তখন সেই বিন্দুগুলো ধীরে ধীরে ডোরাকাটা দাগ তৈরি করে। শব্দের ক্ষেত্রে যেমন ব্যতিচার নকশা দেখা গিয়েছিল, এটিও হুবহু তেমনই। আর তারা নিশ্চয়ই একে অপরের সাথে ব্যতিচার ঘটাতে পারে না, কারণ তারা আসছে একটা একটা করে। প্রতিটি ইলেকট্রন কোনোভাবে একটি তরঙ্গ হিসেবে উভয় পথ দিয়ে যায় এবং একটি কণা হিসেবে পর্দায় গিয়ে পড়ে।

তারপর প্রতিটি ইলেকট্রন কোন পথ দিয়ে গেল তা জানার জন্য আপনি চেরা পথগুলোতে একটি ডিটেক্টর বসিয়ে দিলেন। ব্যতিচারের দাগগুলো উধাও হয়ে গেল। আপনি দুটি চেরা পথের পেছনে সাধারণ দুটি দাগ দেখতে পাবেন, ঠিক যেমনটা তাদের ভেতর দিয়ে ছোট ছোট মার্বেল ছুড়লে পাওয়া যেত।

দুই ধরনের তরঙ্গ

ঠিক এখানেই আমি বুঝতে পারলাম যে ডাবল স্লিট হলো তরঙ্গের একটি পরীক্ষা, কোয়ান্টামের কোনো পরীক্ষা নয়। আলো যে একটি তরঙ্গ তা দেখানোর জন্য ১৮০০-র দশকের শুরুর দিকে ইয়ং আলো দিয়ে এই পরীক্ষাটি করেছিলেন, মানুষ কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞান নিয়ে কথা বলার বহু আগে। শব্দ, পানি এবং আলো সবই সেই ডোরাকাটা নকশা তৈরি করে। আপনি যদি ডোরাকাটা দাগ দেখতে পান, তবে আপনি কেবল জানলেন যে জিনিসটির মধ্যে তরঙ্গের ধর্ম আছে, এর বাইরে আর কিছুই নয়।

আসল পার্থক্য হলো ঠিক কোন জিনিসটা তরঙ্গায়িত হচ্ছে। শব্দের পরীক্ষায় এটা হলো বাতাসের চাপ, একদম বাস্তব একটা জিনিস যা আপনি প্রতিটি বিন্দুতে পরিমাপ করতে পারেন। কোনো একটি জায়গায় শব্দের তীব্রতা হলো স্রেফ দুটি তরঙ্গের যোগফল। কোয়ান্টাম পরীক্ষায় এই তরঙ্গটি হলো ওয়েভ ফাংশন বা তরঙ্গ অপেক্ষক, এবং এটি কোনো মাধ্যমের মধ্য দিয়ে চলা বাস্তব কোনো বস্তু নয়। এটি একটি সম্ভাব্যতার বিস্তার। এটি আপনাকে বলে দেয় যে একটি নির্দিষ্ট স্থানে ইলেকট্রনটিকে খুঁজে পাওয়ার সম্ভাবনা কতটা। এর নিয়মটিকে বলা হয় বর্ন রুল, আর এটি বলে যে কোনো একটি জায়গায় তরঙ্গের আকার নিয়ে তাকে বর্গ করলে আপনি সম্ভাব্যতা পাবেন। দুটি পথের বিস্তার একে অপরের সাথে যোগ হওয়ার ফলেই ডোরাকাটা দাগগুলো তৈরি হয়, আর বহু একক কণার আঘাতের পরেই কেবল সেগুলো ফুটে ওঠে।

যতক্ষণ না কেউ পরিমাপ করছে, শ্রোডিঙ্গার সমীকরণ মেনে তরঙ্গ অপেক্ষকটি নিজে থেকেই মসৃণভাবে এবং অনুমেয়ভাবে পরিবর্তিত হয়। কিন্তু একটি একক ইলেকট্রন কোথায় গিয়ে পড়বে তা সম্পূর্ণ অনির্ধারিত। তথাকথিত বেল অসমতা ভেঙে দেওয়া পরীক্ষাগুলো ইঙ্গিত করে যে এই অনিশ্চয়তা একেবারেই বাস্তব, আমাদের জানার কোনো ঘাটতি নয়, কাজেই এমন কোনো গোপন স্থানীয় খুঁটিনাটি নেই যা আমরা এখনও খুঁজে পাইনি।

দেখা একটি ইলেকট্রনকে বদলে দেয়, কোনো শব্দকে নয়

ধরুন আপনি জানতে চাইলেন শব্দটি কোন ছিদ্র দিয়ে গেছে। আপনি একটি ছিদ্রের কাছে একটি মাইক্রোফোন রাখলেন। মাইক্রোফোনটি তরঙ্গ থেকে কিছুটা শক্তি নিয়ে নেয় এবং কিছুটা বিক্ষিপ্ত করে ফেলে, আর তার পেছনের প্যাটার্নটি সামান্য বদলে যায়। কিন্তু শব্দটি তখনও একটি শব্দ তরঙ্গই। আরও দূরে গেলে এটি তখনও ব্যতিচার ঘটায় এবং এর প্রকৃতির কোনো পরিবর্তন হয় না।

এটি অনেকটা টায়ারের প্রেশার মাপার মতো। কিছুটা বাতাস সবসময় বেরিয়ে যায়, তাই আপনি যা মাপছেন তা বদলে ফেলছেন। এটিও একটি পর্যবেক্ষক প্রভাব, কিন্তু এটি বিরক্তিকর চিরায়ত পদার্থবিদ্যার একটি ঘটনা। আপনি এটি হিসাব করতে পারবেন এবং আরও ভালো যন্ত্র দিয়ে একে কমিয়ে আনতে পারবেন।

ইলেকট্রনের ক্ষেত্রে বিষয়টি ভিন্ন। আপনি যেই মুহূর্তে তথ্যটি পান যে এটি কোন পথ দিয়ে গেছে, অমনি ডোরাকাটা দাগগুলো পুরোপুরি অদৃশ্য হয়ে যায়। এটি কোনো বাজে ডিটেক্টর নয় যা ইলেকট্রনকে খুব জোরে ধাক্কা দেয়। এটি সরাসরি তথ্যের সাথে সম্পর্কিত। হাইজেনবার্গের অনিশ্চয়তা নীতি একই সাথে কিছু জোড়া জিনিসের মান কতটা নিখুঁতভাবে জানা সম্ভব, যেমন অবস্থান ও ভরবেগ, তার ওপর একটি কঠোর সীমা আরোপ করে। কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যায় একটি নূন্যতম বিশৃঙ্খলা আছে যা আপনি কোনো প্রকৌশল দিয়ে দূর করতে পারবেন না।

পরিমাপের সমস্যা

কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যায় একটি অবস্থার পরিবর্তন কীভাবে ঘটবে তার দুটি নিয়ম আছে, এবং সেগুলো একে অপরের সাথে মেলে না। যখন কেউ পরিমাপ করে না, তখন তরঙ্গ ফাংশনটি মসৃণভাবে এগোতে থাকে, আপনি একে উল্টো দিকেও চালাতে পারবেন, এবং উপরিপাতন উপরিপাতনই থেকে যায়। যখন আপনি পরিমাপ করেন, আপনি একটি ফলাফল পান, যা বর্ন রুল প্রোবাবিলিটি অনুযায়ী দৈবচয়নভাবে বেছে নেওয়া হয়, এবং অবস্থাটি সেই ফলাফলের সাথে মিলে যাওয়ার জন্য লাফ দেয়। লোকজন একে বলে পতন বা কলাপস। এটি হঠাৎ ঘটে এবং একে আর আগের অবস্থায় ফিরিয়ে নেওয়া যায় না।

শ্রোডিঞ্জারের সমীকরণে কলাপস নেই, এবং কলাপস এর নিয়মগুলো ভেঙে দেয়। তত্ত্বটি আরও বলে না যে পরিমাপ বলতে কী বোঝায়, অথবা কোথায় কোয়ান্টাম সিস্টেম শেষ হয় আর পরিমাপের যন্ত্র শুরু হয়। সেই ফাঁকটিই হলো পরিমাপের সমস্যা, এবং পদার্থবিজ্ঞানীরা এখনও এটি নিয়ে তর্ক করেন। কোপেনহেগেন দৃষ্টিভঙ্গি কলাপসকে একটি নিয়ম হিসেবে ধরে নেয়। মেনি ওয়ার্ল্ডস বলে যে কোনো কলাপস আদৌ নেই। বোহমিয়ান মেকানিক্স লুকানো চলক যোগ করে। অবজেক্টিভ কলাপস থিওরি যেমন জিআরডব্লিউ কলাপসকে একটি বাস্তব ভৌত প্রক্রিয়া হিসেবে গণ্য করে।

ডিকোহেরেন্স এর কিছুটা ব্যাখ্যা দেয়। একটি কোয়ান্টাম সিস্টেম সবসময় তার পরিবেশের সংস্পর্শে থাকে, বাতাসের অণু, আলো এবং অন্য সবকিছু, এবং তাদের সাথে জট পাকিয়ে যায়। শুধুমাত্র সিস্টেমটির দিক থেকে দেখলে, ব্যতিচার দ্রুত মিলিয়ে যায় এবং একে চিরায়ত মনে হতে থাকে। বড় জিনিসগুলোকে আমরা কেন কখনোই একই সময়ে দুটি জায়গায় দেখি না, এটি তার একটি বড় কারণ। কিন্তু ডিকোহেরেন্স ব্যাখ্যা করে না যে কেন আপনি এই ফলাফলটি পান আর অন্যটি পান না।

শব্দের ক্ষেত্রে এমন কিছুই নেই। একটি শব্দ তরঙ্গের সবসময় নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য থাকে, এবং পরিমাপ করলে শুধুমাত্র সেগুলো প্রকাশ পায়, হয়তো সামান্য বিশৃঙ্খলার সাথে।

পর্যবেক্ষক কোনো মন নয়

পর্যবেক্ষক শব্দটি অনেক মানুষকে বিভ্রান্ত করে। জনপ্রিয় গল্পগুলো একে এমন এক ধারণায় পরিণত করেছে যে চেতনা বাস্তবতা তৈরি করে, ইলেকট্রন সিদ্ধান্ত নেয় কারণ কোনো মানুষ তা দেখছে। ভন নিউম্যান এবং উইগনারের সময়কার কিছু প্রাথমিক আলোচনা এই দিকেই ঝুঁকেছিল। কিন্তু পদার্থবিজ্ঞানের জন্য কোনো মানুষের প্রয়োজন নেই। পর্যবেক্ষক হলো যেকোনো ভৌত সিস্টেম যা ইলেকট্রনের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে এবং কোন পথ দিয়ে গেছে সেই তথ্যটি নিয়ে নেয়। একটি খালি ঘরে রাখা ডিটেক্টর এটি করে, এবং পরিবেশও এটি করে।

আমার মনে হয় পর্যবেক্ষকের চেয়ে পরিমাপ মিথস্ক্রিয়া শব্দটি বেশি ভালো হতো। এটি একটি ভৌত প্রক্রিয়া, মানসিক নয়, আর পুরোনো শব্দটি কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যা নিয়ে অনেক গূঢ় অর্থহীন কথা ছড়াতে সাহায্য করছে।

ফোনন, শব্দের কোয়ান্টাম

এমন একটি জায়গা আছে যেখানে শব্দ সত্যিই কোয়ান্টাম হয়ে ওঠে, আর তা হলো কঠিন পদার্থের ভেতরে। একটি স্ফটিক বা ক্রিস্টালের ভেতরে পরমাণুগুলো একটি গ্রিডে বসে থাকে এবং একসাথে কাঁপে। কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যা বলে, এই কম্পন শক্তি ছোট ছোট নির্দিষ্ট প্যাকেটে আসে, এবং একটি প্যাকেটকে বলা হয় ফোনন। নামটির উৎপত্তি শব্দ বোঝাতে ব্যবহৃত গ্রিক শব্দ থেকে। ক্রিস্টালের ভেতরে শব্দের কাছে ফোনন তাই, যা আলোর কাছে ফোটন। এটি ইলেকট্রনের মতো কোনো মৌলিক কণা নয়, এটি একটি কোয়াসিপার্টিকল, অনেক পরমাণুর একটি যৌথ কম্পন। লম্বা ফোনন তরঙ্গগুলো ওই কঠিন পদার্থের সাধারণ শব্দ তরঙ্গ মাত্র।

এবং ফোননই আসল কোয়ান্টাম কাজগুলো করে। গবেষকরা একক ফোনন তৈরি করেছেন, তাদের উপরিপাতনে রেখেছেন, ফোনন পথের মধ্যে ব্যতিচার দেখিয়েছেন, ফোননের মধ্যে জট তৈরি করেছেন এবং এমনকি এগুলো দিয়ে কোয়ান্টাম ইরেজারও চালিয়েছেন। এর জন্য তারা ফোননগুলোকে চিপের সুপারকন্ডাক্টিং কিউবিটের সাথে যুক্ত করেন এবং পুরো সিস্টেমকে ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রায় ঠান্ডা করেন, যাতে এলোমেলো তাপীয় কম্পন প্রভাবটিকে নষ্ট না করে দেয়।

সুতরাং হ্যাঁ, শব্দ কোয়ান্টাম হতে পারে। তবে কেবল ফোনন হিসেবে, একটি কঠিন পদার্থে, একটি ল্যাবে, প্রচণ্ড ঠান্ডায়। আপনার বসার ঘরের বাতাসে শব্দ হলো একটি চিরায়ত চাপের তরঙ্গ, এবং চিরায়ত পদার্থবিদ্যা একে প্রায় নিখুঁতভাবে বর্ণনা করে। ভবিষ্যতে কোয়ান্টাম তথ্য সংরক্ষণ করতে এবং সুপারকন্ডাক্টিং সার্কিট ও আলোর মধ্যে তা আদান-প্রদান করতে ফোনন হয়তো গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠতে পারে।

স্পিকার কেন কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরি করতে পারে না

এর পরের যে বিষয়টি আমাকে অবাক করেছিল তা হলো, কোয়ান্টাম কম্পিউটার যদি উপরিপাতন ও ব্যতিচারের ওপর চলে এবং শব্দে যদি উভয়ই থাকে, তবে কেউ কেন স্পিকার দিয়ে কম্পিউটার তৈরি করে না।

এর উত্তর হলো সেই জায়গার আয়তন যেখানে মেশিনটি কাজ করে। n সংখ্যক কিউবিট থাকলে একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার ২ এর পাওয়ার n সংখ্যক অবস্থার জায়গায় কাজ করে, তাই প্রতিটি বাড়তি কিউবিট একে দ্বিগুণ করে। উপরিপাতন একে পুরো জায়গাটি ব্যবহার করতে দেয় এবং জট বা এন্ট্যাঙ্গেলমেন্ট কিউবিটগুলোকে একে অপরের সাথে যুক্ত করে। অনেক কোয়ান্টাম অ্যালগরিদমের সেই সংযোগটি প্রয়োজন।

চিরায়ত তরঙ্গগুলো যোগ হতে পারে, এবং আপনি একটি শব্দেই অনেক কম্পাঙ্ক মেশাতে পারেন। কিন্তু একটি চিরায়ত তরঙ্গ সিস্টেম থেকে সূচকীয় হারে অনেকগুলো অবস্থা পেতে হলে আপনাকে সূচকীয় হারে বেশি কিছুর প্রয়োজন হতো, যেমন ক্রমাগত উচ্চ কম্পাঙ্ক বা অনেক বেশি শক্তি। শুধুমাত্র স্পিকার বাড়ালে তা খুব ধীরে বাড়ে। চিরায়ত তরঙ্গের আলাদা অংশের মধ্যে কোনো জট থাকে না এবং প্রোবাবিলিটি অ্যামপ্লিচিউডের কোনো ব্যতিচারও নেই। আর কোয়ান্টাম ত্রুটি সংশোধন কোয়ান্টাম বৈশিষ্ট্য এবং পরিমাপের ওপর নির্ভর করে, যা চিরায়ত শব্দ সিস্টেমে একেবারেই নেই।

আমি যা বুঝেছি

ব্যতিচার কী, তা অনুভব করার দারুণ উপায় হলো শব্দ। আপনি একটি ঘরের ভেতর দিয়ে হাঁটলে দাগগুলো শুনতে পাবেন। কিন্তু শব্দের মাধ্যমে ডাবল স্লিট পরীক্ষা কেবল প্রমাণ করে যে শব্দ একটি তরঙ্গ। কোয়ান্টাম অংশটি অন্য কিছু। সেটি হলো একটি একক ইলেকট্রন নিজেই নিজের সাথে ব্যতিচার ঘটায়, প্যাটার্নটি এলোমেলো একক আঘাত থেকে গড়ে ওঠে, পথ পরীক্ষা করলে প্যাটার্নটি নষ্ট হয়ে যায় এবং পরিমাপ কীভাবে একটি ফলাফল বেছে নেয় তা কেউ পুরোপুরি ব্যাখ্যা করতে পারে না।

	বাতাসে শব্দ	ইলেকট্রন বা ফোটন
কী তরঙ্গায়িত হয়	বায়ুর চাপ	প্রোবাবিলিটি অ্যামপ্লিচিউড
মাধ্যমের প্রয়োজন	হ্যাঁ	না
ব্যতিচার	হ্যাঁ	হ্যাঁ
একক বিন্দু হিসেবে পৌঁছায়	না	হ্যাঁ
আঘাত কোথায় লাগে	অনুমানযোগ্য	দৈবচয়ন
পথ পরীক্ষা করলে	সামান্য বিশৃঙ্খলা	প্যাটার্ন অদৃশ্য হয়ে যায়
জট বা এন্ট্যাঙ্গেলমেন্ট	না	হ্যাঁ

তাই আমার নিজের প্রশ্নের সততার সাথে দেওয়া উত্তর হলো, শব্দ তরঙ্গ কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যার রূপটি নকল করতে পারে, সেই দাগগুলো আর তরঙ্গগুলো, কিন্তু ভেতরে কী ঘটছে তা নয়। শব্দ যেখানে সত্যিই কোয়ান্টাম হয়ে ওঠে, যেমন ঠান্ডা ক্রিস্টালে ফোনন হিসেবে, সেখানে এটি সমস্ত অদ্ভুত কোয়ান্টাম নিয়ম মেনে চলে, যার মধ্যে পরিমাপের সমস্যাও অন্তর্ভুক্ত। তরঙ্গের গণিত উভয়ের জন্য একটি সাধারণ ভাষা, কিন্তু এটি দুটি সম্পূর্ণ ভিন্ন জিনিসকে বর্ণনা করে।