কোয়ান্টাম ডিজাইন: ভবিষ্যতের সুপার কম্পিউটারের বিকাশ

• লেখক:
• লেখকের নাম

  কোয়ান্টামরুন দূরদর্শিতা
• ফেব্রুয়ারী 3, 2023

অন্তর্দৃষ্টি সারসংক্ষেপ

1970 এর দশক থেকে, ইন্টিগ্রেটেড কম্পিউটার সার্কিটগুলি দ্রুত বিকশিত হয়েছে, কয়েক ডজন থেকে বিলিয়ন ইলেকট্রনিক উপাদানের স্কেলিং। এই অগ্রগতি আংশিকভাবে কম্পিউটার-এডেড ডিজাইন (CAD) সফ্টওয়্যার উদ্ভাবনের মাধ্যমে সম্ভব হয়েছে। CAD ব্যবহার করে, প্রকৌশলীরা বিদ্যমান কম্পিউটারে ক্রমবর্ধমান জটিল ইলেকট্রনিক সার্কিট গণনা এবং অনুকরণ করতে পারে। এই পরীক্ষাগুলি এখন তাদের সীমাহীন কম্পিউটিং শক্তি, যেমন কোয়ান্টাম কম্পিউটারের সাথে পরবর্তী প্রজন্মের প্রসেসর ডিজাইন করতে অনুপ্রাণিত করছে।

কোয়ান্টাম ডিজাইন প্রসঙ্গ

সমষ্টিগত বিজ্ঞান এবং প্রযুক্তি শাখাগুলির মুখোমুখি সবচেয়ে জটিল চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে কোয়ান্টাম কম্পিউটারের বিকাশ। এই সুপারকম্পিউটারগুলির অসাধারণ সমান্তরাল কম্পিউটিং ক্ষমতা এবং ক্রিপ্টোগ্রাফি, বিগ ডেটা অপ্টিমাইজেশান, ম্যাটেরিয়াল ডিজাইন এবং ড্রাগ অ্যানালাইসিসের মতো গুরুত্বপূর্ণ সামাজিক ও অর্থনৈতিক চ্যালেঞ্জগুলি সমাধান করার ক্ষেত্রে প্রচলিত কম্পিউটারগুলির কার্যক্ষমতাকে দ্রুতগতির করার সম্ভাবনা রয়েছে। 

সুপারকন্ডাক্টিং কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর লক্ষ্য হল কিউবিট (কোয়ান্টাম বিট) এর সংখ্যা বাড়ানো যা প্রসেসরে একত্রিত করা যেতে পারে কর্মক্ষমতা উন্নত করতে এবং ডেটা প্রক্রিয়াকরণ অনেক দ্রুত। কোয়ান্টাম মেকানিক্যাল সিস্টেমে কিউবিট হল তথ্যের একক। ক্লাসিক্যাল কম্পিউটিংয়ে, বিটের মান শূন্য বা এক হতে পারে। বিপরীতে, কোয়ান্টাম মেকানিক্সের প্রকৃতির কারণে কিউবিটগুলির শূন্য এবং একের মধ্যে যে কোনও মান থাকতে পারে। এই বৈশিষ্ট্যটি কোয়ান্টাম ডিভাইসগুলিকে অত্যন্ত বহুমুখী এবং দক্ষ করে তোলে।

2021 সালের মে মাসে, ইউনিভার্সিটি অফ সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি অফ চায়না (USTC) এর গবেষকরা পঞ্চম শতাব্দীর চীনা গণিতবিদ এবং জ্যোতির্বিজ্ঞানী জু চোংঝির নামে একটি 62-কিউবিট প্রোগ্রামেবল সুপারকন্ডাক্টিং কোয়ান্টাম প্রসেসর ডিজাইন করেছেন। এই কম্পিউটারটি সিস্টেমে দ্বি-মাত্রিক প্রোগ্রামেবল কোয়ান্টাম ওয়াক (অ্যালগরিদম বিকাশের জন্য ব্যবহৃত) সঞ্চালিত হয়েছিল। 

গবেষকদের মতে, জু চোংঝি শহুরে ট্র্যাফিক প্রবাহকে অনুকূল করে পরিবহন পরিকল্পনাকে প্রবাহিত করতে সহায়তা করতে পারে। কম্পিউটারে 2027 সালের মধ্যে ফার্মাসিউটিক্যাল কোম্পানিগুলির কর্মপ্রবাহের সাথে সফলভাবে একীভূত হওয়ার সম্ভাবনা রয়েছে৷ উদাহরণস্বরূপ, কোয়ান্টাম ডিভাইসগুলি সমস্ত উপলব্ধ ওষুধের অণু সম্ভাবনা থেকে সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল ওষুধের সংমিশ্রণকে দ্রুত সনাক্ত করতে পারে৷ 

বিঘ্নিত প্রভাব

এর খেলা-পরিবর্তন সম্ভাবনার কারণে, কোয়ান্টাম ডিজাইন দেশ এবং কোম্পানির মধ্যে প্রতিযোগিতার কেন্দ্রবিন্দু হয়ে উঠেছে। 2021 সালের সেপ্টেম্বরে, USTC গবেষকরা প্লাসোনিয়াম নামক আরও শক্তিশালী কিউবিট মডেল ডিজাইন করতে একটি কোয়ান্টাম অ্যালগরিদম ব্যবহার করেছিলেন। এই আবিষ্কারটি তাৎপর্যপূর্ণ কারণ জটিল কম্পিউটার চিপগুলির অপ্টিমাইজেশনের জন্য অনেক সিমুলেশন প্রয়োজন। একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটারে উন্নতি ডিজাইন করা ক্ষেত্রে অন্তর্দৃষ্টি এবং অগ্রগতির গতি বাড়াবে। কোয়ান্টাম ডিজাইনে অগ্রগতি আরও দক্ষ স্বায়ত্তশাসিত যানবাহন এবং রোবট এবং অন্যান্য সিস্টেমের দিকে পরিচালিত করতে পারে যার জন্য প্রচুর পরিমাণে কম্পিউটিং শক্তি প্রয়োজন।

তারপরে, 2022 সালের নভেম্বরে, IBM ঘোষণা করেছে যে এটি ঈগল নামে একটি গ্রাউন্ডব্রেকিং 127-কিউবিট কোয়ান্টাম প্রসেসর ডিজাইন করেছে। এই অগ্রগতি অর্জনের জন্য, IBM প্রকৌশলীরা ত্রুটিগুলি এবং প্রয়োজনীয় উপাদানগুলির সংখ্যা কমাতে একটি qubit বিন্যাস নকশা অন্তর্ভুক্ত করেছেন। এই মেশিনের সাহায্যে, গবেষকরা পরীক্ষা-নিরীক্ষা এবং অ্যাপ্লিকেশন চালানোর সময় জটিলতার উচ্চ স্তরে সমস্যাগুলি মোকাবেলা করতে পারেন। এই ধরনের কাজের উদাহরণ হল মেশিন লার্নিং অপ্টিমাইজ করা, এবং শক্তি থেকে ওষুধ আবিষ্কার পর্যন্ত সেক্টরে ব্যবহারের জন্য নতুন অণু এবং উপকরণের মডেলিং।

কোয়ান্টাম ডিজাইনের প্রভাব

কোয়ান্টাম ডিজাইনের বিস্তৃত প্রভাব অন্তর্ভুক্ত হতে পারে: 

• কোয়ান্টাম প্রযুক্তি এনক্রিপশন এবং জটিল সাইবার নিরাপত্তা ব্যবস্থাকে ওভাররাইড করতে ব্যবহার করা হচ্ছে, যা তথ্যকে আগের চেয়ে আরও বেশি ঝুঁকিপূর্ণ করে তুলছে। যাইহোক, একই প্রযুক্তি অতি-সুরক্ষিত যোগাযোগ কৌশল প্রকৌশলী করতে পারে।
• কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা (AI) রোবটগুলি কোয়ান্টাম কম্পিউটার ব্যবহার করে আরও সঠিক এবং জটিল প্রশিক্ষণ ডেটা অ্যাক্সেস করতে যা তাদের কর্মক্ষমতাকে ব্যাপকভাবে উন্নত করবে।
• বিজ্ঞানীরা একই সাথে একাধিক অণু, প্রোটিন এবং রাসায়নিক পরীক্ষা করার জন্য কোয়ান্টাম কম্পিউটিং কৌশল নিযুক্ত করে থেরাপিউটিক আবিষ্কারের প্রক্রিয়াটিকে দ্রুততর করার জন্য নতুন সরঞ্জাম অর্জন করছেন।
• কোয়ান্টাম কম্পিউটার অদক্ষ রুট এবং অপচয় কমিয়ে সাপ্লাই চেইন, ফ্লিট অপারেশন, এয়ার ট্রাফিক কন্ট্রোল এবং ডেলিভারি অপ্টিমাইজ করে।
• যেহেতু সুপারকম্পিউটারগুলি একই সময়ে অসংখ্য ডেটা প্যাটার্ন বিশ্লেষণ করতে পারে, আবহাওয়াবিদরা আরও গুরুতর আবহাওয়ার ঘটনাগুলি অনুমান করতে এবং সময়মত সতর্কতা জারি করতে সক্ষম হবেন।

বিবেচনা করার প্রশ্ন

• আপনি কিভাবে কল্পনা করেন যে কোয়ান্টাম কম্পিউটার আপনার কাজে বিপ্লব ঘটাবে?
• অত্যন্ত দক্ষ এবং বুদ্ধিমান সুপার কম্পিউটারের অন্যান্য সুবিধা কি কি?