বিটের পরিবর্তে কিউবিটস: কোয়ান্টাম কম্পিউটার আমাদের জন্য কী ধরনের ভবিষ্যৎ সঞ্চয় করে?

আমাদের সময়ের প্রধান বৈজ্ঞানিক চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে একটি হল প্রথম দরকারী কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরির দৌড়। এতে হাজার হাজার পদার্থবিদ ও প্রকৌশলী অংশগ্রহণ করেন। আইবিএম, গুগল, আলিবাবা, মাইক্রোসফ্ট এবং ইন্টেল তাদের ধারণাগুলি বিকাশ করছে। কীভাবে একটি শক্তিশালী কম্পিউটিং ডিভাইস আমাদের বিশ্বকে পরিবর্তন করবে এবং কেন এটি এত গুরুত্বপূর্ণ?

এক মুহূর্তের জন্য কল্পনা করুন: একটি পূর্ণাঙ্গ কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরি করা হয়েছে। এটি আমাদের জীবনের একটি পরিচিত এবং স্বাভাবিক উপাদান হয়ে উঠেছে। শাস্ত্রীয় গণনার কথা এখন শুধু স্কুলে, ইতিহাসের পাঠে বলা হয়। ঠান্ডা বেসমেন্টের গভীরে কোথাও, শক্তিশালী মেশিনগুলি কৃত্রিমভাবে বুদ্ধিমান রোবটগুলিকে শক্তি দেওয়ার জন্য কিউবিটগুলিতে কাজ করে। তারা সমস্ত বিপজ্জনক এবং সহজভাবে একঘেয়ে কাজ করে। পার্কের মধ্য দিয়ে হাঁটতে হাঁটতে আপনি চারপাশে তাকান এবং সব ধরণের রোবট দেখতে পান। হিউম্যানয়েড প্রাণীরা কুকুরকে হাঁটে, আইসক্রিম বিক্রি করে, বৈদ্যুতিক তার মেরামত করে এবং এলাকা ঝাড়ু দেয়। কিছু মডেল পোষা প্রাণী প্রতিস্থাপন।

আমরা মহাবিশ্বের সমস্ত গোপনীয়তা প্রকাশ করার এবং নিজেদের ভিতরে দেখার সুযোগ পেয়েছি। ওষুধ একটি নতুন স্তরে পৌঁছেছে - প্রতি সপ্তাহে উদ্ভাবনী ওষুধ তৈরি করা হচ্ছে। আমরা পূর্বাভাস দিতে পারি এবং নির্ধারণ করতে পারি যেখানে গ্যাস এবং তেলের মতো দুর্লভ সম্পদ রয়েছে। গ্লোবাল ওয়ার্মিং সমস্যা সমাধান করা হয়েছে, শক্তি সঞ্চয় পদ্ধতি অপ্টিমাইজ করা হয়েছে, এবং শহরগুলিতে আর কোন ট্রাফিক জ্যাম নেই। কোয়ান্টাম কম্পিউটার শুধুমাত্র সমস্ত রোবোটিক গাড়িকে নিয়ন্ত্রণ করে না, তবে বিনামূল্যে চলাচলও নিশ্চিত করে: এটি রাস্তায় পরিস্থিতি পর্যবেক্ষণ করে, রুট সামঞ্জস্য করে এবং প্রয়োজনে ড্রাইভারদের কাছ থেকে নিয়ন্ত্রণ নেয়। এই কোয়ান্টাম বয়সের মত দেখতে হতে পারে কি.

কোয়ান্টাম গোল্ড রাশ

আবেদনের সম্ভাবনা আশ্চর্যজনক, যে কারণে কোয়ান্টাম উন্নয়নে বিনিয়োগ প্রতি বছর বাড়ছে। 81,6 সালে বিশ্বব্যাপী কোয়ান্টাম কম্পিউটিং বাজারের মূল্য ছিল $2018 মিলিয়ন। Market.us বিশেষজ্ঞরা অনুমান করেন যে 2026 সালের মধ্যে এটি $381,6 মিলিয়নে পৌঁছাবে। অর্থাৎ, এটি 21,26 থেকে 2019 পর্যন্ত প্রতি বছর গড়ে 2026% বৃদ্ধি পাবে।

এই বৃদ্ধি নিরাপত্তা অ্যাপ্লিকেশনে কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফির ক্রমবর্ধমান ব্যবহার এবং কোয়ান্টাম কম্পিউটিং মার্কেট স্টেকহোল্ডারদের বিনিয়োগ দ্বারা চালিত হয়। বৈজ্ঞানিক জার্নাল নেচারের বিশ্লেষণ অনুসারে, এই বছরের শুরুতে, বেসরকারী বিনিয়োগকারীরা বিশ্বব্যাপী কমপক্ষে 52টি কোয়ান্টাম প্রযুক্তি কোম্পানিকে অর্থায়ন করেছে। আইবিএম, গুগল, আলিবাবা, মাইক্রোসফ্ট, ইন্টেল এবং ডি-ওয়েভ সিস্টেমের মতো প্রধান খেলোয়াড়রা একটি কার্যত প্রযোজ্য কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরি করতে লড়াই করছে।

হ্যাঁ, যতক্ষণ না এই অঞ্চলে প্রতি বছর অর্থ প্রবাহিত হয় ততক্ষণ একটি ছোট ব্যয়ের প্রতিনিধিত্ব করে (2018 সালে AI বিনিয়োগে $9,3 বিলিয়নের তুলনায়)। কিন্তু এই সংখ্যাগুলি একটি অপরিপক্ক শিল্পের জন্য তাৎপর্যপূর্ণ যেটি এখনও কর্মক্ষমতা সূচকের গর্ব করে না।

কোয়ান্টাম সমস্যার সমাধান

আপনাকে বুঝতে হবে যে আজ প্রযুক্তিটি তার শৈশবকালে রয়েছে। শুধুমাত্র কোয়ান্টাম মেশিন এবং একক পরীক্ষামূলক সিস্টেমের প্রোটোটাইপ তৈরি করা সম্ভব হয়েছিল। তারা কম জটিলতার নির্দিষ্ট অ্যালগরিদম কার্যকর করতে সক্ষম। প্রথম 2-কিউবিট কম্পিউটারটি 1998 সালে তৈরি করা হয়েছিল, এবং ডিভাইসগুলিকে সঠিক স্তরে আনতে মানবতার 21 বছর সময় লেগেছিল, তথাকথিত "কোয়ান্টাম সুপ্রিমেসি"। এই শব্দটি ক্যালটেকের অধ্যাপক জন প্রেসকিল দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল। এবং এর অর্থ হল সবচেয়ে শক্তিশালী ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারের চেয়ে দ্রুত সমস্যা সমাধানের কোয়ান্টাম ডিভাইসের ক্ষমতা।

এই ক্ষেত্রে একটি অগ্রগতি ক্যালিফোর্নিয়া কোম্পানি গুগল দ্বারা তৈরি করা হয়েছে. সেপ্টেম্বর 2019-এ, কর্পোরেশন ঘোষণা করেছে যে তার 53-কিউবিট সাইক্যামোর ডিভাইসটি 200 সেকেন্ডের মধ্যে একটি গণনা সম্পন্ন করেছে যা একটি অত্যাধুনিক সুপার কম্পিউটারকে 10 বছর সময় লাগবে। বিবৃতিটি তুমুল বিতর্কের জন্ম দিয়েছে। আইবিএম স্পষ্টভাবে এই ধরনের গণনার সাথে একমত নয়। তার ব্লগে, কোম্পানি লিখেছে যে তার সামিট সুপার কম্পিউটার 000 দিনের মধ্যে এই কাজটি মোকাবেলা করবে। আর যা দরকার তা হল ডিস্ক স্টোরেজ ক্ষমতা বাড়ানো। যদিও বাস্তবে পার্থক্যটি এতটা বিশাল ছিল না, গুগল প্রকৃতপক্ষে প্রথম "কোয়ান্টাম আধিপত্য" অর্জন করেছিল। আর এটি কম্পিউটার গবেষণায় একটি গুরুত্বপূর্ণ মাইলফলক। কিন্তু আর কিছু না। Sycamore এর কীর্তি সম্পূর্ণরূপে প্রদর্শনের উদ্দেশ্যে। এটির কোন ব্যবহারিক প্রয়োগ নেই এবং বাস্তব সমস্যা সমাধানের জন্য এটি অকেজো।

প্রধান সমস্যা হার্ডওয়্যার। যদিও ঐতিহ্যগত কম্পিউটেশনাল বিটের মান 0 বা 1, অদ্ভুত কোয়ান্টাম জগতে, কিউবিট একই সময়ে উভয় অবস্থায় থাকতে পারে। এই সম্পত্তিকে বলা হয় সুপারপজিশন। কিউবিটগুলি স্পিনিং টপসের মতো: তারা ঘড়ির কাঁটার দিকে এবং ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে ঘোরে, উপরে এবং নীচে সরে যায়। আপনি যদি এই বিভ্রান্তিকর খুঁজে পান, তাহলে আপনি মহান কোম্পানির মধ্যে আছেন। রিচার্ড ফাইনম্যান একবার বলেছিলেন, "আপনি যদি মনে করেন আপনি কোয়ান্টাম মেকানিক্স বোঝেন তবে আপনি এটি বুঝতে পারবেন না।" কোয়ান্টাম মেকানিক্সের জন্য নোবেল পুরস্কার জিতেছেন এমন ব্যক্তির সাহসী কথা।

সুতরাং, কিউবিটগুলি অত্যন্ত অস্থির এবং বাহ্যিক প্রভাবের সাপেক্ষে। ল্যাবরেটরির জানালার নিচ দিয়ে যাওয়া একটি গাড়ি, কুলিং সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শব্দ, একটি উড়ন্ত মহাজাগতিক কণা - যে কোনও এলোমেলো হস্তক্ষেপ, কোনও মিথস্ক্রিয়া তাদের সমন্বয়কে ব্যাহত করে এবং তারা ডিকোহের হয়ে যায়। এটি কম্পিউটিংয়ের জন্য ক্ষতিকর।

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং-এর বিকাশের জন্য মূল প্রশ্ন হল যে অনেকগুলি অন্বেষণ করা হার্ডওয়্যার সমাধান কিউবিটগুলির স্থায়িত্ব নিশ্চিত করবে। যে কেউ সমন্বয় সমস্যা সমাধান করে এবং কোয়ান্টাম কম্পিউটারকে GPU-এর মতো সাধারণ করে নোবেল পুরস্কার জিতবে এবং বিশ্বের সবচেয়ে ধনী ব্যক্তি হবে।

বাণিজ্যিকীকরণের পথ

2011 সালে, কানাডিয়ান কোম্পানি D-Wave Systems Inc. কোয়ান্টাম কম্পিউটার বিক্রি করে প্রথম, যদিও তাদের উপযোগিতা কিছু গাণিতিক সমস্যার মধ্যে সীমাবদ্ধ। এবং আগামী মাসগুলিতে, লক্ষ লক্ষ বিকাশকারীরা ক্লাউডের মাধ্যমে কোয়ান্টাম প্রসেসর ব্যবহার শুরু করতে সক্ষম হবে - আইবিএম তার 53-কুবিট ডিভাইসে অ্যাক্সেস দেওয়ার প্রতিশ্রুতি দেয়। এখন পর্যন্ত, 20টি কোম্পানি কিউ নেটওয়ার্ক নামে একটি প্রোগ্রামের অধীনে এই সুবিধা পেয়েছে। তাদের মধ্যে রয়েছে সরঞ্জাম প্রস্তুতকারক স্যামসাং ইলেকট্রনিক্স, গাড়ি প্রস্তুতকারক হোন্ডা মোটর এবং ডেইমলার, রাসায়নিক সংস্থাগুলি জেএসআর এবং নাগাসে, ব্যাঙ্কগুলি জেপিমরগান চেজ অ্যান্ড কোং। এবং বার্কলেস।

বর্তমানে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং নিয়ে পরীক্ষা-নিরীক্ষা করা বেশিরভাগ কোম্পানি এটিকে ভবিষ্যতের অবিচ্ছেদ্য অংশ হিসেবে দেখে। কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ে কী কাজ করে এবং কী করে না তা খুঁজে বের করা এখন তাদের প্রধান লক্ষ্য। এবং যখন এটি প্রস্তুত হবে তখন ব্যবসায় প্রযুক্তি প্রবর্তনকারী প্রথম হতে প্রস্তুত হন৷

পরিবহন সংস্থা। ভক্সওয়াগেন, ডি-ওয়েভের সাথে, একটি কোয়ান্টাম অ্যাপ্লিকেশন তৈরি করছে - একটি ট্রাফিক নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা। নতুন প্রোগ্রামটি বড় শহরগুলিতে পাবলিক ট্রান্সপোর্ট সংস্থা এবং ট্যাক্সি কোম্পানিগুলিকে তাদের ফ্লিট আরও দক্ষতার সাথে ব্যবহার করতে এবং যাত্রীদের অপেক্ষার সময় কমাতে সক্ষম করবে।

শক্তি খাত। এক্সনমোবিল এবং আইবিএম শক্তি সেক্টরে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ব্যবহারকে প্রচার করছে। তারা নতুন শক্তি প্রযুক্তির একটি পরিসরের বিকাশ, শক্তি দক্ষতার উন্নতি এবং গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমন হ্রাস করার দিকে মনোনিবেশ করছে। শক্তি সেক্টরের মুখোমুখি চ্যালেঞ্জগুলির স্কেল এবং জটিলতা আজকের ঐতিহ্যগত কম্পিউটারগুলির সুযোগের বাইরে এবং কোয়ান্টামগুলির উপর পরীক্ষার জন্য উপযুক্ত।

ফার্মাসিউটিক্যাল কোম্পানি। Accenture Labs একটি কোয়ান্টাম সফটওয়্যার কোম্পানি 1QBit এর সাথে অংশীদারিত্ব করছে। মাত্র 2 মাসের মধ্যে, তারা গবেষণা থেকে প্রুফ-অফ-কসেপ্টে চলে গেছে - পারমাণবিক স্তরে জটিল আণবিক মিথস্ক্রিয়া মডেল করার জন্য একটি অ্যাপ্লিকেশন ব্যবহার করে। কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের শক্তির জন্য ধন্যবাদ, এখন বড় অণু বিশ্লেষণ করা সম্ভব। এটা সমাজকে কি দেবে? সর্বনিম্ন পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া সহ উদ্ভাবনী ওষুধ।

আর্থিক খাত. কোয়ান্টাম তত্ত্বের নীতির উপর ভিত্তি করে প্রযুক্তিগুলি ক্রমবর্ধমানভাবে ব্যাঙ্কগুলির আগ্রহকে আকর্ষণ করছে। তারা যত তাড়াতাড়ি সম্ভব লেনদেন, বাণিজ্য এবং অন্যান্য ধরণের ডেটা প্রক্রিয়াকরণে আগ্রহী। Barclays এবং JP Morgan Chase (IBM এর সাথে), সেইসাথে NatWest (Fujitsu এর সাথে) ইতিমধ্যেই বিশেষায়িত সফ্টওয়্যার তৈরিতে তাদের পরীক্ষা-নিরীক্ষা চালাচ্ছে।

এই ধরনের বড় কর্পোরেশনগুলির গ্রহণযোগ্যতা এবং উদ্যোগী কোয়ান্টাম অগ্রগামীদের উত্থান কোয়ান্টামের বাণিজ্যিক কার্যকারিতা সম্পর্কে ভলিউম বলে। আমরা ইতিমধ্যেই দেখছি কোয়ান্টাম কম্পিউটিং বাস্তব-বিশ্বের সমস্যাগুলিতে প্রয়োগ করা হচ্ছে, শক্তি দক্ষতার উন্নতি থেকে গাড়ির রুট অপ্টিমাইজ করা পর্যন্ত। এবং গুরুত্বপূর্ণ, প্রযুক্তির বিকাশের সাথে সাথে এর মান বাড়বে।

উত্স: www.habr.com