কোয়ান্টাম কম্পিউটিং: অর্থ, সুবিধা এবং আরও অনেক কিছু

পরিমাণ কম্পিউটিং গণনা সম্পাদনে কোয়ান্টাম-যান্ত্রিক নীতির প্রয়োগ। এখানে নিযুক্ত মৌলিক ঘটনা হল জড়াইয়া পড়া এবং উপরিপাত.

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং তুলনামূলকভাবে নতুন একটি শব্দ হলেও, কোয়ান্টাম মেকানিক্স অনেক আগে থেকেই বিদ্যমান। এটি ইলেকট্রনিক্স শিল্পের বড় বড় উন্নয়নের জন্য দায়ী এবং অতিরিক্তভাবে মানবজাতির অনেক রহস্যের উত্তরও প্রদান করে।

কোয়ান্টাম মেকানিক্স কিভাবে পরমাণু এবং উপ-পারমাণবিক কণা কাজ করে তার উপর ফোকাস করে, যখন কোয়ান্টাম শব্দটি সবচেয়ে ছোট কণার সাথে কাজ করতে পারে তা বোঝায়। এটি যে কোনও ভৌত বস্তুর সবচেয়ে মৌলিক বিল্ডিং ব্লক।

ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক থেকে শুরু করে আলবার্ট আইনস্টাইন, নিলস বোর এবং এরউইন শ্রোডিঙ্গার পর্যন্ত, অনেক মহান বিজ্ঞানী কোয়ান্টাম মেকানিক্সের বিকাশে জড়িত ছিলেন এবং কোয়ান্টাম কম্পিউটিং রেসে এর চূড়ান্ত পরিণতি নিয়েছিলেন – আমাদের সময়ের অন্যতম সেরা প্রযুক্তির দৌড়।

এই পোস্টটি আপনাকে কোয়ান্টাম ঘটনার জাদুকরী জগতে নিয়ে যায়, এটি থেকে কীভাবে একটি কম্পিউটার তৈরি করতে হয় তা দেখায় এবং এর সম্পর্কিত ক্ষেত্রগুলি অন্বেষণ করে৷

দূরত্বে ভুতুড়ে অ্যাকশন

কোয়ান্টাম ঘটনা প্রচলিত বোঝাপড়াকে অস্বীকার করে এবং শাস্ত্রীয় পদার্থবিদ্যা থেকে সম্পূর্ণ ভিন্ন পদে কাজ করে। সুতরাং, 1930-এর দশকে, আইনস্টাইন কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্টের ঘটনা বর্ণনা করতে এবং কীভাবে এটি প্রচলিত বিজ্ঞানের সাথে খাপ খায় না তা বর্ণনা করতে "দূরত্বে ভুতুড়ে ক্রিয়া" শব্দটি ব্যবহার করেছিলেন।

কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্ট নতুন কিছু নয়। আপনি যদি একই স্থানে এবং তাত্ক্ষণিকভাবে দুটি কণা তৈরি করেন, তবে তারা আটকে যায়। অর্থাৎ একজনের সাথে যা ঘটুক না কেন, অন্যটিকে প্রভাবিত করে।

প্রেমে পড়া এবং যখনই আপনি আপনার প্রেমিকার কথা ভাবেন তখনই একটি কল পাওয়ার মতো। অথবা একটি কল করা এবং শোনা "আমি আপনাকে কল করতে যাচ্ছিলাম"। অভিন্ন যমজ একই সময়ে অসুস্থ হয়ে পড়ে বলেও জানা গেছে।

কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্টের সবচেয়ে ভয়ঙ্কর অংশটি হল যে আপনি আটকানো কণাগুলির একটিকে অনেক দূরে নিয়ে যেতে পারেন। এবং আপনি এটিকে যে অবস্থার অধীনে রাখুন তা তাৎক্ষণিকভাবে দ্বিতীয় কণাকে প্রভাবিত করবে, এমনকি অর্ধেক গ্যালাক্সি থেকেও।

কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি একবারে একাধিক কণার উপর বিপুল পরিমাণ তথ্য সঞ্চয় করার জন্য এই সম্পত্তিটিকে নিয়োগ করে। এই কণাগুলিকে কিউবিট বা কোয়ান্টাম-বিট বলা হয়, তবে প্রথমে, দ্বিতীয় কোয়ান্টাম-যান্ত্রিক ঘটনাটির দিকে নজর দিন।

এরউইন শ্রোডিঙ্গার এবং তার বিড়াল

আরেকজন প্রাথমিক কোয়ান্টাম গবেষক ছিলেন অস্ট্রিয়ান পদার্থবিদ এরউইন শ্রোডিঙ্গার, যিনি আলবার্ট আইনস্টাইনের মতোই কোয়ান্টাম ঘটনার অংশগুলিকে হাস্যকর বলে মনে করেছিলেন। সুতরাং, কোয়ান্টাম সুপারপজিশনের প্যারাডক্সকে কল্পনা করার জন্য তিনি "শ্রোডিঞ্জারের বিড়াল" নামক এখন-বিখ্যাত চিন্তা পরীক্ষা নিয়ে এসেছিলেন।

যদিও এটি পরীক্ষায় বলা হয়েছে যে আপনি যদি একটি বিড়াল এবং এমন কিছু রাখেন যা বিড়ালটিকে একটি বাক্সে মেরে ফেলতে পারে এবং এটি সিল করে দেয়। আপনি বাক্সটি না খোলা পর্যন্ত বিড়ালটি মৃত না জীবিত তা আপনি জানতে পারবেন না। সুতরাং, যৌক্তিকভাবে, আপনি বাক্সটি না খোলা পর্যন্ত বিড়ালটি মৃত এবং জীবিত ছিল।

সুপারপজিশন হল দ্বিতীয় ঘটনা যা কোয়ান্টাম কম্পিউটিংকে সম্ভব করে তোলে। যেখানে ধ্রুপদী কম্পিউটার তথ্যের বিটগুলির সাথে কাজ করে যা যে কোনও নির্দিষ্ট সময়ে 1 বা 0 প্রতিনিধিত্ব করতে পারে, কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি qubits (কোয়ান্টাম বিট) এর সাথে কাজ করে যা একই সময়ে 0 এবং 1 উভয়কেই উপস্থাপন করতে পারে, ঠিক সেই বিড়ালের মতো যা মৃত এবং উভয়ই ছিল। জীবিত

এখানে qubits একটি ঘনিষ্ঠ চেহারা.

দ্য বিট বনাম কিউবিট

qubit যা কোয়ান্টাম কম্পিউটিং সম্ভব করে তোলে। কোয়ান্টাম বিট বা কিউবিট হিসাবেও উল্লেখ করা হয়, একটি কিউবিট হল শক্তির ক্ষুদ্রতম একক যা আপনি তথ্য সংরক্ষণ এবং পুনরুদ্ধার করতে ম্যানিপুলেট করতে পারেন।

একটি নিয়মিত কম্পিউটার বিট যে কোনো সময়ে শুধুমাত্র 0 বা 1 হতে পারে। একটি কোয়ান্টাম বিট একই সময়ে উভয় হতে পারে। দুটি নিয়মিত বিট, তাই যে কোনো সময়ে 00, 01, 10 এবং 11 ধরে রাখতে পারে। কিন্তু দুটি কোয়ান্টাম বিট একই সময়ে চারটি অবস্থা ধরে রাখতে পারে। এর মানে হল 4x দ্রুত গণনা চক্র।

3টি নিয়মিত বিট সহ, আপনি যে কোনও সময়ে 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 এবং 111 পেতে পারেন। কিন্তু 3টি কিউবিট একই সময়ে সমস্ত আটটি রাজ্যকে ধরে রাখবে, আপনাকে 8 গুণ দ্রুত গণনা চক্র দেবে। আপনি দেখতে পাচ্ছেন, এই সম্পর্কটি সূচকীয়, তারপর প্রতিটি অতিরিক্ত বিট উপলব্ধ তথ্যের পরিমাণ দ্বিগুণ করে।

সুতরাং, 5টি কিউবিট সহ, আপনি 32টি একযোগে রাজ্যের দিকে তাকাচ্ছেন, 10টি কিউবিটের সাথে এটি 1,000টির বেশি রাজ্য এবং 20টি কিউবিটে, এক মিলিয়নেরও বেশি। এখন, বিবেচনা করুন রাষ্ট্র কত 1,000-কিউবিট কোয়ান্টাম কম্পিউটার যে IBM এবং Google উন্নয়নশীল একই সাথে ধরে রাখতে পারে.

আপনি থেকে qubits করতে পারেন ফোটন, ইলেকট্রন, পারমাণবিক নিউক্লিয়াস, কোয়ান্টাম বিন্দু, সুপারকন্ডাক্টর, এবং অন্যান্য বাস্তবায়ন। লক্ষ্য হল শক্তির কোয়ান্টাম বিটগুলির একটি স্থিতিশীল সংগ্রহ তৈরি করা যা আপনি সুবিধামত সেট করতে এবং ইচ্ছামত পরিমাপ করতে পারেন।

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর সুবিধা

কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের প্রধান সুবিধা হল জটিল সমস্যা থেকে তাৎক্ষণিক ফলাফল পাওয়া। এটি মূলত এমন পরিস্থিতিতে যেখানে আপনাকে অনেক সম্ভাবনার মধ্যে থেকে সঠিক উত্তরটি বেছে নিতে হয়। এবং এটি কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তায় সংখ্যা ফ্যাক্টরিং, বৃহৎ-স্কেল সিমুলেশন এবং প্যাটার্ন স্বীকৃতির জন্য এগুলিকে দুর্দান্ত করে তোলে।

আপনি যা খুঁজছেন তা না পাওয়া পর্যন্ত ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারের জন্য আদর্শ পদ্ধতি হল প্রতিটি সম্ভাবনার তদন্ত করা। প্রায়শই খড়ের গাদা অনুসন্ধানে একটি সুই বলা হয়, এই অপারেশনটি কতটা সময় নেবে তা নির্ভর করে আপনাকে কতটা খড় বা রেকর্ডের মধ্য দিয়ে যেতে হবে তার উপর। এবং আপনার মেশিন কত দ্রুত.

সুপারকম্পিউটারগুলি প্রতিটি সম্ভাবনা যাচাই করার গতি বাড়িয়ে এই জাতীয় সমস্যাগুলিকে সহজ করে তোলে। অন্যদিকে, কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি একই সাথে সমস্ত সম্ভাবনা তৈরি করতে পারে, যদি পর্যাপ্ত কিউবিট পাওয়া যায়। এই কারণেই তারা কয়েক ঘন্টার মধ্যে সমস্যাগুলি গণনা করতে পারে যা সাধারণ কম্পিউটারগুলি গণনা করতে শত থেকে হাজার বছর সময় নেয়।

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং সমস্যা এবং সীমাবদ্ধতা

যদিও আপনি ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারে বিটগুলি সহজেই পরিমাপ করতে পারেন, একটি কিউবিট পরিমাপ করা তার অবস্থা এবং এর আটকে থাকা কিউবিটগুলির অবস্থাকে ধ্বংস করে।

এছাড়াও, ধ্রুপদী বিটগুলি বিস্তৃত অর্ধপরিবাহী পদার্থ থেকে তৈরি করা হয় যেগুলিকে শুধুমাত্র একটি চার্জ (1) বা নয় (0) ধরে রাখতে হবে। Qubits, যাইহোক, অনেক বেশি জটিল এবং বাস্তবায়ন করা কঠিন। এবং একটি কিউবিটকে স্থানিকভাবে বিচ্ছিন্ন করার পাশাপাশি, আপনাকে এটিকে পরিবেশগত হস্তক্ষেপ থেকে রক্ষা করতে হবে, যেমন তাপমাত্রা এবং ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ওঠানামা। কারণ এই ধরনের ক্ষুদ্র পরিবেশগত পরিবর্তনগুলিও এই রাজ্যগুলিকে কলুষিত করবে।

এন্টাঙ্গলমেন্ট বা সিস্টেমের ভারসাম্যের এই ক্ষতিকে কোয়ান্টাম ডিকোহেরেন্স বলা হয় এবং এটি সবচেয়ে বড় সমস্যা যা বেশিরভাগ গবেষকরা সমাধান করার চেষ্টা করছেন। এটি এতটাই গুরুতর যে গুগলের আসন্ন 1,000-কুবিট মেশিনের প্রতিটি কিউবিটের ত্রুটি সংশোধনের জন্য 1,000 কিউবিট পর্যন্ত প্রয়োজন হবে। এইভাবে এটি একটি 1-মিলিয়ন কিউবিট মেশিন তৈরি করে।

এর মানে হল যে আপনি বর্তমানে একটি ল্যাপটপ বা স্মার্টফোনের মতো একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার পরিচালনা করতে পারবেন না। কম্পিউটারের কিউবিটগুলির জন্য নিরাপদ স্তরের স্থিতিশীলতা বজায় রাখার জন্য পরীক্ষাগারের অবস্থার প্রয়োজন।

আরেকটি অপূর্ণতা হল তথাকথিত কোয়ান্টাম শ্রেষ্ঠত্বের সীমিত সুযোগ, কারণ প্রতিটি কম্পিউটিং সমস্যাই বড় পরিমাণে সংখ্যা বা সম্ভাবনা জড়িত নয়। সুতরাং, কোয়ান্টাম-কম্পিউটিং পদ্ধতির ন্যায্যতা দেওয়ার জন্য বেশিরভাগ অন্যান্য ক্রিয়াকলাপে কম্পিউটেশনাল বুস্ট খুবই নগণ্য। এবং যতক্ষণ না কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারের তুলনায় সস্তা হয়ে যায়, তারা শীঘ্রই তাদের প্রতিস্থাপন করবে না।

এই সমস্ত ত্রুটি থাকা সত্ত্বেও, কোয়ান্টাম কম্পিউটার এবং তাদের কিউবিটগুলি কম্পিউটার শিল্পে প্রচুর সম্ভাবনা ধারণ করে কারণ তারা সহজেই পরিচালনা করতে পারে।

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর সাথে কি বিপদ আছে?

হ্যাঁ। প্রতিটি ভালো হ্যাকার জানে যে প্রতিটি প্রযুক্তিরই একটা ফাঁক থাকে। আপনাকে কেবল এটি খুঁজে বের করতে হবে। তাই, ভবিষ্যতে কোয়ান্টাম কম্পিউটারের বাস্তব বাস্তবায়ন যাই হোক না কেন, প্রযুক্তির সাথে এখনও সমস্যা থাকবে। এবং খেলোয়াড়রা সেগুলিকে পুঁজি করার জন্য প্রস্তুত।

এই দৃশ্যপটটি ব্যাংকিং, অর্থ, সরকার এবং অনুরূপ জনসাধারণের কার্যকলাপের মতো ব্যবহারের সাথে সম্পর্কিত। দ্বিতীয় দৃশ্যপটটি হল যখন একজন দূষিত ব্যক্তি একটি কৃতিত্ব অর্জনের জন্য একটি ভাল কোয়ান্টাম কম্পিউটারের আশ্চর্যজনক শক্তি ব্যবহার করে। এবং সর্বদা হিসাবে, মানুষ কেবল কাজটি সম্পন্ন হওয়ার পরেই এই ধরণের সম্ভাবনা সম্পর্কে সচেতন হবে।

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং সংখ্যার সাথে ভাল করে। সুতরাং, অসমমিতিক এনক্রিপশন অ্যালগরিদম যা ফ্যাক্টরাইজেশন ব্যবহার করে, যেমন পাবলিক-কি RSA নিরাপদ নয়। হ্যাশিং এবং সিমেট্রিক ক্রিপ্টোগ্রাফি, যেমন AES-256 এবং 512, পাশাপাশি SHA-256 এবং 512, অন্যদিকে, তুলনামূলকভাবে নিরাপদ।

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের অন্যান্য অ্যাপ্লিকেশন

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর জগত যতটা উত্তেজনাপূর্ণ, এটি এখনও কোয়ান্টাম মেকানিক্সের একটি অংশ মাত্র। সুতরাং, অন্য কথায়, কোয়ান্টাম পার্টি সবেমাত্র শুরু হচ্ছে।

কোয়ান্টাম মেকানিক্স সেমিকন্ডাক্টর এবং আধুনিক ইলেকট্রনিক্স উন্নয়নে সহায়ক হয়েছে। কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কিং এবং ক্রিপ্টোগ্রাফির জন্যও কাজ চলছে, যেমন সুইস-ভিত্তিক কোয়ান্টাম-ক্রিপ্টোগ্রাফি অগ্রগামী আইডি Quantique. এছাড়াও, কোয়ান্টাম ঘটনাগুলি সালোকসংশ্লেষণ, গন্ধ রিসেপ্টর এবং এমনকি সময় আমাদের বোঝার.

রিয়েল-ওয়ার্ল্ড কোয়ান্টাম কম্পিউটার

সেখানে অনেক কোয়ান্টাম কম্পিউটার এবং অনুরূপ অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে। তারা Google এবং IBM এর মত বড় মাল্টিন্যাশনাল, সেইসাথে সরকার এবং এমনকি Rigetti এর মত ছোট প্লেয়ার থেকে আসে।

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং বর্তমানে গ্রহের সবচেয়ে উষ্ণ গবেষণা ক্ষেত্রগুলির মধ্যে একটি। সুতরাং আপনি কল্পনা করতে পারেন তার চেয়ে সম্ভবত আরো গোপন প্রোগ্রাম আছে. নীচে কয়েকটি বড় প্রকল্প রয়েছে:

• Google 54-qubit এবং 72-qubit মেশিনের মালিক
• IBM 30-কিউবিট ম্যানহাটন সহ সারা বিশ্বে ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকা 65টিরও বেশি মেশিনের মালিক
• চীন অনেক কোয়ান্টাম কম্পিউটারের আবাসস্থল, যার মধ্যে একটি 76-কুবিট মেশিন এবং এমনকি কোয়ান্টাম স্যাটেলাইট যোগাযোগ রয়েছে।
• গুগলের 54-কিউবিট সাইক্যামোর-চালিত মেশিনটি গণনা করতে 200 বছর সময় লাগবে তা গণনা করতে মাত্র 10,000 সেকেন্ড ব্যয় করেছে।
• IBM 1,000 সালের মধ্যে একটি 2023-কিউবিট মেশিন তৈরি করছে
• রিগেটি কম্পিউটিং একটি 31-কুবিট মেশিন সহ চারটির মালিক
• Google 1,000 সালের মধ্যে একটি 2029-কিউবিট কম্পিউটার তৈরি করার জন্য একটি নতুন কোয়ান্টাম কেন্দ্র তৈরি করছে। ত্রুটি সংশোধনের ফ্যাক্টরিং, সেই কম্পিউটারের মোট কিউবিট 1 মিলিয়নে পৌঁছতে পারে।

উপসংহার

কোয়ান্টাম কম্পিউটার এখানে থাকার জন্য। যেহেতু তারা অনেক সুযোগ তৈরি করবে এবং বাস্তব-বিশ্বের সমস্যাগুলি সমাধান করবে যা ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারগুলি কয়েক দশক ধরে লড়াই করেছে।

যাইহোক, এখনও অনেক কাজ করতে হবে এবং সেখানে পৌঁছানোর আগে আমাদের চ্যালেঞ্জগুলি অতিক্রম করতে হবে। এবং ততক্ষণ পর্যন্ত, চীন বিশ্বকে অবাক করে দিতে পারে।