কোয়ান্টাম যুগে স্বাগতম
2012 সালের একটি নিবন্ধে, জন প্রিসকিল, একজন তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানী, নিম্নলিখিত প্রশ্নটি জিজ্ঞাসা করেছিলেন: "বড় আকারের কোয়ান্টাম সিস্টেমের বিবর্তন কি সহজভাবে, খুব কঠিন, নাকি এটি হাস্যকরভাবে কঠিন?" সাত বছর পরে আমাদের উত্তর আছে: এটা খুব, খুব কঠিন।
সম্প্রতি, এই বিষয়ে একটি গবেষণা পত্র খুব অল্প সময়ের জন্য এবং সৌভাগ্যক্রমে অনলাইনে প্রকাশিত হয়েছিল। "নেচার", একটি উচ্চ-স্তরের বৈজ্ঞানিক জার্নাল, কাগজটি প্রকাশ করতে সম্মত হয়েছিল, যা যদিও, সাময়িক প্রকাশের সময়, এখনও গোপনীয় ছিল।
গবেষণাপত্রটি প্রকাশ করেছে যে Google Preskill যাকে "কোয়ান্টাম শ্রেষ্ঠত্ব" বলে তা অর্জন করেছে। একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার ব্যবহার করে, ইন্টারনেট জায়ান্টের গবেষকরা তিন মিনিটের মধ্যে একটি গণনা করেছেন যার জন্য Summit, বিশ্বের বর্তমান সবচেয়ে শক্তিশালী IBM সুপার কম্পিউটার, 10.000 বছরের প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজন হবে।
কোয়ান্টাম শ্রেষ্ঠত্বের একটি নির্দিষ্ট অভিব্যক্তি। ঐকমত্য রয়েছে যে এই গোপনীয় নথিটি সত্যই প্রযুক্তির ইতিহাসে একটি মাইলফলক উপস্থাপন করে।
এটি দুটি যুগের মধ্যে একটি জলাবদ্ধতা হতে পারে: একটি "আগে", যখন কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি সিলিকনগুলিকে ছাড়িয়ে যাওয়ার জন্য নির্ভর করা হয়েছিল, এবং একটি "পরে", যখন এটি ঘটেছিল। এখন পর্যন্ত দ্বিতীয় যুগ নিয়ে অনেক কথা হয়েছে। এখন এসে গেছে
বেশ এক লাফে এগিয়ে
গুগলের পরীক্ষা "সার্কিট স্যাম্পলিং" চালানোর মধ্যে রয়েছে। পরীক্ষাটি যাচাই করে যে মেশিন দ্বারা সঞ্চালিত প্রক্রিয়াকরণ, এলোমেলো ইনপুট থেকে শুরু করে, একটি নির্দিষ্ট মডেলের সাথে খাপ খাইয়ে নিতে পারে কিনা।
এই বরং উদ্ভট কাজটি একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটারের সুনির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যের সাথে মানানসই করার জন্য বেছে নেওয়া হয়েছিল, তবে একই প্রক্রিয়াকরণকে একটি ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারে তুলনা করার জন্যও।
সামান্য ব্যবহারিক প্রাসঙ্গিকতার একটি পরীক্ষা, এমনকি যদি একটি বিস্তৃত বিশ্বাস থাকে যে কোয়ান্টাম কম্পিউটার, সময়ের সাথে সাথে, সাধারণ মানুষের জীবনের জন্য ব্যবহারিক গুরুত্ব এবং আরও স্বাভাবিক বিষয়গুলি পরিচালনা করতে সক্ষম হতে পারে।
এগুলি নতুন ওষুধ এবং উপকরণ বা মেশিন লার্নিংয়ের নকশার সাথে সম্পর্কিত হতে পারে। উপরন্তু, তারা অপ্রচলিত ক্রিপ্টোগ্রাফিক কোডগুলিকে রেন্ডার করতে পারে যা, আজ, বিশ্বের গোপনীয়তা রক্ষা করে।
বিট থেকে qubits
কোয়ান্টাম কম্পিউটার তিনটি ধারণা নিয়োগ করে। একটি হল "কোয়ান্টাম সুপারপজিশন", অর্থাৎ শ্রোডিঞ্জারের বিখ্যাত মৃত এবং জীবিত বিড়ালের পেছনের ধারণা। ক্লাসিক বিটগুলির বিপরীতে, যার শুধুমাত্র দুটি অবস্থা থাকতে পারে - এক বা শূন্য - কিউবিট উভয়ের সংমিশ্রণ হতে পারে।
উদাহরণস্বরূপ, গুগলের মেশিনে 53টি কিউবিট রয়েছে, যা তাদের মধ্যে প্রায় দশ মিলিয়ন সম্ভাব্য ওভারল্যাপিং রাজ্যগুলিকে উপস্থাপন করতে পারে।
দ্বিতীয়টি হল "জলদি"। এটি সময় এবং স্থান জুড়ে কোয়ান্টাম কণাকে একত্রে আবদ্ধ করে। স্ট্যান্ডার্ড কম্পিউটারে প্রতিটি বিট কঠোরভাবে পরবর্তী অবস্থার সাথে সম্পর্কিত।
কোয়ান্টাম কম্পিউটিং-এ কিউবিটগুলি অত্যন্ত পরস্পর জড়িত। ওভারল্যাপিং এবং এনট্যাঙ্গলড কিউবিটগুলির গাণিতিক ক্রিয়াকলাপগুলি একক গণনামূলক প্রক্রিয়ার সমস্ত কিউবিটগুলিতে, একটি বৃহত্তর বা কম পরিমাণে একই সাথে কাজ করতে পারে।
কিভাবে একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার কাজ করে
কোয়ান্টাম কম্পিউটেশন শুরু হয় একের পর এক কিউবিটের কাছে যাওয়ার মাধ্যমে। যতটা সম্ভব সহজ করার জন্য, এটা বলা যেতে পারে যে এটি একটি কিউবিটকে এক বা শূন্য করে এবং তারপর এটিকে প্রতিবেশীর সাথে ছেদ করে। একবার এটি হয়ে গেলে, তিনি কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানের নিয়মগুলিকে সময়ের সাথে বিবর্তিত কিউবিটগুলির অবস্থা এবং সংযোগগুলির সাথে কাজ করতে দেন।
অবশেষে (তবে আগে নয়, কারণ এটি গণনাকে স্ক্রু করবে), কিউবিটগুলি উত্তরের জন্য একযোগে পরীক্ষা করা হয়।
মূল কাজ হল এক বিলিয়ন ভুলের মধ্যে সঠিক উত্তর চিহ্নিত করা। এখানেই তৃতীয় ধারণা, পাল্টা স্বজ্ঞাত ধারণাটি কার্যকর হয়।
ধ্রুপদী পদার্থবিজ্ঞানে, সম্ভাব্যতা অবশ্যই ধনাত্মক সংখ্যায় প্রকাশ করতে হবে। ধরা যাক বৃষ্টির সম্ভাবনা 30%। কোয়ান্টাম মেকানিক্স "প্রশস্ততা" নামে একটি সম্পর্কিত ধারণা ব্যবহার করে। এগুলি নেতিবাচক এবং ইতিবাচক উভয়ই হতে পারে।
আপনাকে ভুল উত্তরগুলির প্রতিনিধিত্বকারী প্রশস্ততাগুলিকে একে অপরকে বাতিল করতে হবে, যখন সঠিক উত্তরগুলির প্রতিনিধিত্বকারী আবির্ভূত হবে। এইভাবে, বিকাশকারীরা সঠিক সমাধানের জন্য একটি গ্রহণযোগ্য অনুমান সহ যোগাযোগ করতে পারে।
পরীক্ষাগারে এটি আরও জটিল
পাঠ্যপুস্তকে এই ব্যাখ্যা পাওয়া যায়। পরীক্ষাগারে, জিনিসগুলি আরও জটিল হয়ে যায়। কোয়ান্টাম সুপারপজিশন এবং কোয়ান্টাম পারস্পরিক সম্পর্ক অত্যন্ত সূক্ষ্ম ঘটনা।
উদাহরণস্বরূপ, সংলগ্ন অণুর তরঙ্গ গতি তাদের বাধা দিতে পারে এবং একটি গণনা কঠিন করে তুলতে পারে।
কোয়ান্টাম কম্পিউটারে বিকশিত বেশিরভাগ প্রকল্পের জন্য মেশিনগুলিকে বাইরের মহাকাশের তুলনায় কম তাপমাত্রায় রাখতে হবে এবং সেগুলিকে বিশেষ কক্ষে রাখা হবে।
প্রক্রিয়াকরণ প্রক্রিয়ার ট্র্যাক রাখার জন্য অনেক বিশেষ কর্মীও লাগে।
ত্রুটি সনাক্তকরণ সমস্যা
যাইহোক, বিজ্ঞানীদের চরম দক্ষতা বা আদর্শ পরীক্ষাগারের অবস্থা কোনটিই ত্রুটিগুলিকে প্রতিরোধ করতে পারে না।
কোয়ান্টাম বিজ্ঞানীদের সবচেয়ে বড় সমস্যা হচ্ছে কম্পিউটিংয়ে ত্রুটি খুঁজে বের করা এবং সংশোধন করা। যেমনটি আমরা বলেছি, কোয়ান্টাম কম্পিউটিং সহ ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশন বিকাশের জন্য প্রথাগত ডিভাইসগুলির তুলনায় অনেক বেশি প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজন। এই স্কেলে, ত্রুটির ঝুঁকি ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি পায়।
এই পরিস্থিতি কম্পিউটার শিল্পের বড় কোম্পানিগুলিকে, যেমন IBM, Intel এবং Microsoft, এবং চাদ রিগেটির মতো উজ্জ্বল মনকে আরও ভাল এবং কম ত্রুটিপূর্ণ ডেভেলপমেন্ট কিট তৈরি করতে প্ররোচিত করেছে।
দক্ষ অ্যালগরিদম
আরও ভালো মেশিন তৈরির এই দৌড়ের সমান্তরাল হচ্ছে দক্ষ কোয়ান্টাম অ্যালগরিদম তৈরির দৌড়। এখনও অবধি সবচেয়ে পরিচিত কেসটি সম্ভবত বেল ল্যাবসে 1994 সালে পিটার শোর দ্বারা তৈরি ফ্যাক্টরিং অ্যালগরিদম।
শোর একটি কোয়ান্টাম টার্বোচার্জারের সাথে একটি গাণিতিক অ্যালগরিদম তৈরি করেছে যা তাদের উপাদান প্রাইমগুলিতে পূর্ণসংখ্যাগুলির দ্রুত ফ্যাক্টরাইজেশনের অনুমতি দেয়।
এমন কিছু যা ক্রিপ্টোগ্রাফারদের ভয় দেখায়, বিজ্ঞানীদের একটি দল যাদের মূল্য শোর অ্যালগরিদম যা করে তা সম্পাদন করার অসুবিধার সাথে সম্পর্কিত।
কিন্তু কোয়ান্টাম কম্পিউটার যদি সত্যিই এটি তৈরি করতে হয়, তাহলে নতুন অ্যালগরিদম প্রয়োজন। এই ধরনের অ্যালগরিদমগুলির বিকাশ এই সত্য দ্বারা সহজতর হবে যে অনেকগুলি ব্যবহারিক প্রয়োগ (ঔষধ, উপকরণ ইত্যাদির নকশা) নিজেই কোয়ান্টাম প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে।
প্রকৃতপক্ষে, এই কারণেই এখন পর্যন্ত এই ধরনের অ্যাপ্লিকেশনগুলি বিকাশ করা কঠিন ছিল।
কয়েকটি ডিভাইস?
কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর প্রতিশ্রুতি সত্ত্বেও, ক্ষেত্রের অনেক গবেষক "কোয়ান্টাম শ্রেষ্ঠত্ব" শব্দগুচ্ছ নিয়ে অস্বস্তি বোধ করেন। আমি অস্বস্তিকর কারণ কোয়ান্টাম আধিপত্যের আবির্ভাব একটি টিপিং পয়েন্টকে বোঝায় যা একবার অতিক্রম করার পরে, অদ্ভুত এবং আশ্চর্যজনক কিছুর নামে অ্যাটিকেতে কয়েক দশকের ফলিত কম্পিউটিং পাঠায়।
এবং, Google নথিতে "আগে" এবং "পরে" নির্ধারণ করা সত্ত্বেও, ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য দক্ষ কোয়ান্টাম ডিভাইস তৈরি করা সহজ পথ হবে না।
কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ধ্রুপদী কম্পিউটিং প্রতিস্থাপন করবে বলে ভবিষ্যদ্বাণী করা একটি জুয়া মনে করে। খুব কম তাপমাত্রায় কোয়ান্টাম কম্পিউটারের অপারেশন সম্পর্কিত ব্যবহারিক দিকগুলি একটি উদাহরণ।
সরকার, বৃহৎ কর্পোরেশন এবং ধনী বিশ্ববিদ্যালয়গুলোর নিজস্ব গাড়ি থাকবে। অন্যরা ক্লাউডের কোয়ান্টাম সংস্করণের সাথে সংযুক্ত ডিভাইসগুলিতে সময় ভাড়া নেবে। যাই হোক না কেন, কোয়ান্টাম কম্পিউটারের মোট সংখ্যা সীমিত হবে।
এবং এটা ভাল যে এটা. যাই হোক না কেন, আমাদের এই ভবিষ্যদ্বাণী সম্পর্কে কিছু সংশয় থাকতে পারে, ক্লাসিক্যাল কম্পিউটিং এর শুরুর দিকে ফিরে তাকানো যা নির্বাচিতদের জন্য একটি জিনিস ছিল। 1943 সালে আইবিএম-এর তৎকালীন প্রধান টমাস ওয়াটসন বলেছিলেন: "আমি মনে করি, সম্ভবত পাঁচটি কম্পিউটারের জন্য একটি বিশ্ববাজার থাকতে পারে।" কিছু ফ্যাক্টরের ভুল ভবিষ্যদ্বাণী, সম্ভবত এক বিলিয়ন ফ্যাক্টর।
26 সেপ্টেম্বর 2019 এর ইকোনমিস্ট থেকে
