জন এম. মার্টিনিস

জন এম. মার্টিনিস
মাতৃশিক্ষায়তন	ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়, বার্কলি (বি.এস., পিএইচ.ডি.)
পুরস্কার	ফ্রিটজ লন্ডন মেমোরিয়াল প্রাইজ, ২০১৪ জন স্টুয়ার্ট বেল পুরস্কার, ২০২১ পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার, ২০২৫
বৈজ্ঞানিক কর্মজীবন
অভিসন্দর্ভের শিরোনাম	কারেন্ট-বায়াসড জোসেফসন জংশনের শূন্য ভোল্টেজ অবস্থায় ম্যাক্রোস্কোপিক কোয়ান্টাম টানেলিং এবং শক্তি-স্তরের কোয়ান্টাইজেশন (১৯৮৫)
ডক্টরাল উপদেষ্টা	জন ক্লার্ক

জন এম. মার্টিনিস (জন্ম ১৯৫৮) একজন মার্কিন পদার্থবিজ্ঞানী এবং ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়, সান্তা বারবারায় পদার্থবিজ্ঞানের অধ্যাপক। ২০১৪ সালে, গুগল কোয়ান্টাম এ.আই. ল্যাব ঘোষণা করে যে তারা সুপারকন্ডাক্টিং কিউবিট ব্যবহার করে একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরি করার জন্য একটি মাল্টিমিলিয়ন ডলার চুক্তিতে মার্টিনিস এবং তার দলকে নিয়োগ দিয়েছে।

একটি বৈদ্যুতিক বর্তনীতে ম্যাক্রোস্কোপিক কোয়ান্টাম মেকানিকাল টানেলিং এবং শক্তির কোয়ান্টাইজেশনের আবিষ্কারের জন্য মার্টিনিসকে ২০২৫ সালে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার প্রদান করা হয়।

শিক্ষা

জন মার্টিনিস (২০১৭)

জন এম. মার্টিনিস ১৯৮০ সালে পদার্থবিজ্ঞানে স্নাতক ডিগ্রি এবং ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়, বার্কলি থেকে পদার্থবিজ্ঞানে পিএইচডি অর্জন করেন। তার পিএইচডির সময়, তিনি একটি ম্যাক্রোস্কোপিক ভেরিয়েবলের কোয়ান্টাম আচরণ পর্যবেক্ষণ করেন, যা একটি জোসেফসন টানেল জংশন জুড়ে ফেজ পার্থক্য।

কর্মজীবন

তিনি ফ্রান্সের স্যাকলেতে কমিসারিয়াট à l'Energie Atomique-এ প্রথম পোস্টডক হিসেবে যোগদান করেন এবং তারপর বোল্ডারের ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট অফ স্ট্যান্ডার্ডস অ্যান্ড টেকনোলজি (এনআইএসটি)-এর ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক টেকনোলজি বিভাগে যোগ দেন, যেখানে তিনি সুপারকন্ডাক্টিং কোয়ান্টাম ইন্টারফেরেন্স ডিভাইস (SQUID) অ্যামপ্লিফায়ার নিয়ে কাজ করেন। এনআইএসটি-তে থাকাকালীন তিনি ইলেক্ট্রোথার্মাল ফিডব্যাক সহ একটি সুপারকন্ডাক্টিং ট্রানজিশন-এজ সেন্সর মাইক্রোক্যালোরিমিটার ব্যবহার করে এক্স-রে শনাক্তকরণের একটি কৌশল উন্নত করেন।

২০০২ সাল থেকে তিনি প্রথম কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরির লক্ষ্য নিয়ে জোসেফসন-জংশন কিউবিট নিয়ে কাজ করছেন।

২০০৪ সালে তিনি ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়, সান্তা বারবারাতে চলে আসেন, যেখানে তিনি ২০১৭ সাল পর্যন্ত পরীক্ষামূলক পদার্থবিজ্ঞানে ওরস্টার চেয়ার ধরে রাখেন। ২০১৪ সালে, মার্টিনিস এবং তার দল প্রথম দরকারী কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরি করার জন্য গুগল দ্বারা নিয়োগপ্রাপ্ত হন।

২৩ অক্টোবর, ২০১৯-এ, মার্টিনিস এবং তার দল "কোয়ান্টাম সুপ্রিমেসি ইউজিং এ প্রোগ্রামেবল সুপারকন্ডাক্টিং প্রসেসর" শিরোনামে নেচার-এ একটি গবেষণাপত্র প্রকাশ করেন, যেখানে তারা দেখিয়েছেন কিভাবে তারা একটি ৫৩-কিউবিট কোয়ান্টাম কম্পিউটার ব্যবহার করে প্রথমবারের মতো কোয়ান্টাম সুপ্রিমেসি অর্জন করেছে (যার মাধ্যমে বর্ধিত চার্চ-টুরিং থিসিস ভুল প্রমাণিত হয়েছে)। এপ্রিল ২০২০-এ, একজন উপদেষ্টার ভূমিকায় পুনর্বহাল হওয়ার পর মার্টিনিস গুগল থেকে পদত্যাগ করেন।

২৯ সেপ্টেম্বর, ২০২০-এ, ঘোষণা করা হয় যে মার্টিনিস অস্ট্রেলিয়ায় চলে গেছেন প্রফেসর মিশেল সিমন্স প্রতিষ্ঠিত একটি স্টার্ট-আপ সিলিকন কোয়ান্টাম কম্পিউটিং-এ যোগ দিতে।

২০২২ সালে তিনি কোলাব কোম্পানি সহ-প্রতিষ্ঠা করেন এই ভিত্তিতে যে "সেমিকন্ডাক্টর শিল্প উচ্চ-গুণমানের কিউবিটের বৃহৎ-স্কেল ফ্যাব্রিকেশন সক্ষম করে একটি ব্যবহারিক কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরি করার চাবিকাঠি ধরে রাখে"। জানুয়ারি ২০২৫ পর্যন্ত তিনি কোম্পানির প্রধান প্রযুক্তি কর্মকর্তা ছিলেন।

২০২১ সালে, তিনি কোয়ান্টাম মেকানিক্সের মৌলিক বিষয় এবং তাদের প্রয়োগ সম্পর্কিত গবেষণার জন্য জন স্টুয়ার্ট বেল পুরস্কার লাভ করেন।

২০২৫ সালে, তিনি জন ক্লার্ক এবং মিশেল দ্যভোরে যৌথভাবে একটি বৈদ্যুতিক বর্তনীতে ম্যাক্রোস্কোপিক কোয়ান্টাম মেকানিকাল টানেলিং এবং শক্তির কোয়ান্টাইজেশনের আবিষ্কারের জন্য পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার লাভ করেন।

২০২৫ নোবেল পুরস্কার বিজয়

জন ক্লার্ক, মিশেল দ্যভোরে ও জন মার্টিনিস যৌথভাবে ২০২৫ সালে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার লাভ করেন। কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান তথা মহাবিশ্বের ক্ষুদ্রতম কণাগুলির (পরমাণু ও অতিপারমাণবিক কণা) আচরণের পদার্থবৈজ্ঞানিক সূত্রাবলী খালি চোখে দৃশ্যমান বৃহৎ মাপনীর ব্যবস্থাতেও (বহুসংখ্যক কণা নিয়ে গঠিত সামষ্টিক ব্যবস্থা) প্রদর্শনকারী যুগান্তকারী গবেষণাকর্মের জন্য তাঁদেরকে এই পুরস্কার প্রদান করা হয়। কোয়ান্টাম আচরণ প্রদর্শনকারী কোনও ব্যবস্থা সর্বোচ্চ কত বড় হতে পারে, তা পদার্থবিজ্ঞানের একটি মৌলিক প্রশ্ন। সাধারণত ইলেকট্রন, পরমাণু বা অতিপারমাণবিক কণাগুলিতেই এই আচরণ পরিলক্ষিত হয়। বৃহত্তর ব্যবস্থাগুলিতে এই ক্রিয়াগুলি সাধারণত নিষ্ক্রিয় হয়ে যায়, কেননা অসংখ্য কণার সামষ্টিক চলন কোয়ান্টাম ধর্মগুলিকে গড়পড়তা ধর্মে রূপান্তরিত করে।

ক্লার্ক, দ্যভোরে ও মার্টিনিস এই ধারণাটির বিরোধিতা করেন এবং প্রস্তাব করেন যে বহুসংখ্যক আন্তঃক্রিয়াশীল কণা নিয়ে গঠিত একটি ব্যবস্থাও কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানের নিয়ম মেনে আচরণ করতে পারে। তাঁরা ১৯৮৪ ও ১৯৮৫ সালে একটি অতিপরিবাহী বৈদ্যুতিক বর্তনী ব্যবহার করে কিছু পরীক্ষা সম্পাদন করেন। অতিপরিবাহী পদার্থগুলি কোনও রোধ ছাড়াই বিদ্যুৎ প্রবাহকে বর্তনীতে প্রবাহিত হতে দেয়, অর্থাৎ এগুলিতে বিদ্যুৎশক্তি কোনও শক্তি ক্ষয় ছাড়াই অন্তহীনভাবে চলতে পারে। এই বর্তনীগুলিতে আরও ছিল অনেকগুলি জোসেফসন সংযোগস্থল (জাংশন), যেগুলি একটি পাতলা অন্তরক স্তর দ্বারা পৃথকীকৃত অতিপরিবাহী যন্ত্রাংশ দিয়ে গঠিত। এই সংযোগস্থলগুলি বিদ্যুৎ প্রবাহকে বর্তনীর ভেতরে সামষ্টিকভাবে ক্রিয়াশীল হতে সাহায্য করে, ফলে আহিত কণাগুলি কার্যত একটিমাত্র বৃহৎ-মাপনীর কোয়ান্টাম কণার মত আচরণ করে।

প্রাথমিকভাবে ব্যবস্থাটি এমন একটি অবস্থায় থাকে যেখানে বিদ্যুৎ কোনও বিভব বা ভোল্টেজ উৎপাদন ছাড়াই প্রবাহিত হয়। ধ্রুপদী নিয়ম অনুযায়ী এই অবস্থাটির একটি শক্তি প্রতিবন্ধকের পেছনে আবদ্ধ থাকার কথা, এবং বাইরে থেকে অতিরিক্ত শক্তি প্রয়োগ না করলে ব্যবস্থাটির পরিবর্তন হবার কথা নয়। কিন্তু আশ্চর্যজনকভাবে ব্যবস্থাটি এই অবস্থাটি থেকে কোয়ান্টাম সুড়ঙ্গ নামের একটি প্রক্রিয়ার দ্বারা বেরিয়ে আসতে সক্ষম হয়। কোয়ান্টাম সুড়ঙ্গ একটি কণাকে (এই বিশেষ ক্ষেত্রে একক কণার ন্যায় আচরণশীল একটি সামষ্টিক বৃহৎ মাপনীর ব্যবস্থাকে) কোনও শক্তি প্রতিবন্ধককে টপকে যাবার মতো শক্তির অধিকারী না হওয়া স্বত্ত্বেও সেটির ভেতর দিয়ে অতিক্রম করার সক্ষমতা দান করে। গবেষকরা আরও দেখান যে এই ব্যবস্থাটির শক্তি কোয়ান্টায়িত ছিল, অর্থাৎ এটি নির্দিষ্ট, বিচ্ছিন্ন পরিমাণে শক্তি অর্জন (শোষণ) বা হরণ (নিঃসরণ) করত। ব্যবস্থাটি কীভাবে বিশেষ বিশেষ কম্পাংকের আলোর সাথে আন্তঃক্রিয়া প্রদর্শন করে তা দেখে তাঁরা নিশ্চিত হন যে শক্তির পরিবর্তন ধাপে ধাপে ঘটেছিল, অবিরতভাবে নয়। কোয়ান্টাম সুড়ঙ্গ ও শক্তির কোয়ান্টায়ন – এই দুইটি ঘটনা আগে কেবলমাত্র আণুবীক্ষণিক কণাসমূহের মধ্যেই পর্যবেক্ষণ করা সম্ভব হয়েছিল।

এর বহু আগেই পদার্থবিজ্ঞানী অ্যান্থনি লেগেট ১৯৭০-এর দশকে ভবিষ্যৎবাণী করেছিলেন যে অপেক্ষাকৃত বৃহত্তর ব্যবস্থাগুলিতে কোয়ান্টাম সুড়ঙ্গ ক্রিয়াটি হয়ত পর্যবেক্ষণ করা সম্ভব হতে পারে। ক্লার্ক, দ্যভোরে ও মার্টিনিস প্রথমবারের মতো সাফল্যের এই পূর্বাভাসটি পরীক্ষার মাধ্যমে নিশ্চিত করেন। এই কাজটি একটি গুরুত্বপূর্ণ ধর্ম প্রমাণ করেছে, যে অনেকগুলি কণার বৃহৎমাপনীর সমষ্টিও কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান দ্বারা প্রভাবিত হতে পারে।

এই গবেষণাটি তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানের বাইরেও তাৎপর্যপূর্ণ। আধুনিক সমস্ত ডিজিটাল প্রযুক্তি যেমন পরিগণক যন্ত্র (কম্পিউটার), মুঠোফোন, আলোকচিত্রগ্রহণ যন্ত্র (ক্যামেরা), আলোকীয় তন্তুভিত্তিক যোগাযোগ ব্যবস্থা (ফাইবার অপটিক), ইত্যাদির ট্রানজিস্টর প্রযুক্তির ভিত্তিই হল কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান। এই আবিষ্কার কোয়ান্টাম পরিগণন (কম্পিউটিং)-এর ভিত্তি স্থাপন করেছে, যার সুবাদে এমন দ্রুতগতিতে পরিগণনা সম্পাদন করা সম্ভব হবে, যা বর্তমান ধ্রুপদী পরিগণক যন্ত্রগুলির দ্বারা করা অকল্পনীয়। এর ফলে কোয়ান্টাম সুবেদী গ্রাহক (সেন্সর) ও কোয়ান্টাম গুপ্তলিখনবিদ্যার মতো ক্ষেত্রগুলির দ্বার উন্মোচিত হয়েছে, যে ক্ষেত্রগুলি উপাত্তের নিরাপত্তা ও পরিমাপের সূক্ষ্মতার ক্ষেত্রে বিপ্লব আনতে পারে। মার্টিনিস নিজে গুগলের একটি দলকে নেতৃত্ব দিয়ে কোয়ান্টাম শ্রেষ্ঠত্ব অর্জন করেন। তাঁরা কয়েক মিনিটের মধ্যে এমন একটি পরিগণনা সম্পন্ন করেন, যা করতে একটি অতিপরিগণক যন্ত্র (সুপারকম্পিউটার) বহু লক্ষ কোটি বছর সময় নেবে। দ্যভোরে-ও বর্তমানে গুগলের কোয়ান্টাম বিভাগের প্রধান বিজ্ঞানী হিসেবে দায়িত্ব পালন করছেন। মার্টিনিস কোয়ান্টাম পরিগণন ক্ষেত্রে একটি সম্ভাবনাময় নবীন কোম্পানি কিউওল্যাব প্রতিষ্ঠা করেছেন। দ্যভোরে ও মার্টিনিস উভয়েই কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়ে প্রশিক্ষিত পদার্থবিজ্ঞানী ও ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয় বার্কলির অধ্যাপক ক্লার্কের অধীনে স্নাতকোত্তর শিক্ষার্থী ও ডক্টরেটোত্তর গবেষক হিসেবে মূল পরীক্ষাগুলি সম্পাদন করেছিলেন। ক্লার্ক নিজে অতিপরিবাহী ইলেকট্রন বিজ্ঞানের আদিপিতা হিসেবে স্বীকৃত এবং তিনি বর্তমানে অ্যাক্সিয়ন তমোপদার্থ পরীক্ষার সাথে জড়িত। তাদের এই গবেষণা অদ্ভূত ও গাণিতিক সম্ভাবনানির্ভর কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানের পরিধি আণুবীক্ষণিক বিশ্ব থেকে দৈনন্দিন জীবনে প্রসারিত করেছে।