কোয়ান্টাম কম্পিউটিং কি এটি কীভাবে কাজ করে এবং এর গুরুত্ব

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং কি?

ক্যাফিনের মতো অণু সহ প্রকৃতি, কোয়ান্টাম মেকানিক্সের আইন অনুসরণ করে, পদার্থবিদ্যার একটি শাখা যা অন্বেষণ করে কিভাবে ভৌত জগত সবচেয়ে মৌলিক স্তরে কাজ করে।

এই স্তরে, কণাগুলি অদ্ভুত উপায়ে আচরণ করে, একই সময়ে একাধিক অবস্থা অর্জন করে এবং দূরে থাকা অন্যান্য কণাগুলির সাথে যোগাযোগ করে।

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং একটি উপন্যাস এবং প্রতিশ্রুতিশীল উপায়ে তথ্য প্রক্রিয়া করার জন্য এই কোয়ান্টাম ঘটনাগুলির সুবিধা নেয়।

ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার কি?

বর্তমানে আমরা যে কম্পিউটারগুলো ব্যবহার করি সেগুলোকে ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার বলা হয়। তারা কয়েক দশক ধরে বিশ্বের একটি চালিকা শক্তি, স্বাস্থ্যসেবা থেকে শুরু করে আমরা কেনাকাটা করার পদ্ধতি পর্যন্ত সবকিছুকে আধুনিকীকরণ করে।

কিন্তু কিছু সমস্যা আছে যা ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার কখনোই সমাধান করতে পারবে না।

এক কাপ কফিতে ক্যাফিনের অণু বিবেচনা করুন। আশ্চর্যজনকভাবে, এই অণুটি যথেষ্ট জটিল যে বিদ্যমান বা তৈরি করা যেতে পারে এমন কোনও কম্পিউটারই ক্যাফেইন মডেল করতে পারে না এবং এর বিশদ গঠন এবং বৈশিষ্ট্যগুলি সম্পূর্ণরূপে বুঝতে পারে।

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং
কোয়ান্টাম কম্পিউটিং

এই ধরনের চ্যালেঞ্জ কোয়ান্টাম কম্পিউটিং মোকাবেলা করার ক্ষমতা রাখে।

কোয়ান্টাম কম্পিউটার কিভাবে কাজ করে?

ধ্রুপদী কম্পিউটার বিটগুলিতে তথ্য এনকোড করে। প্রতিটি বিট 1 বা 0 এর মান নিতে পারে। এই 1s এবং 0s চালু/বন্ধ সুইচ হিসাবে কাজ করে যা শেষ পর্যন্ত কম্পিউটারের ফাংশন চালায়।

অন্যদিকে, কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি কিউবিটের উপর ভিত্তি করে তৈরি, যা কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানের দুটি মূল নীতি অনুসারে কাজ করে: সুপারপজিশন এবং এনট্যাঙ্গলমেন্ট। সুপারপজিশন মানে প্রতিটি কিউবিট একই সময়ে 1 এবং 0 উভয়কেই উপস্থাপন করতে পারে।

জট মানে একটি ওভারল্যাপের qubits একে অপরের সাথে সম্পর্কযুক্ত হতে পারে; অর্থাৎ, একটির অবস্থা (হয় একটি 1 বা একটি 0) অন্যটির অবস্থার উপর নির্ভর করতে পারে।

এই দুটি নীতি ব্যবহার করে, qubits আরও পরিশীলিত সুইচ হিসাবে কাজ করতে পারে, কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলিকে এমনভাবে কাজ করার অনুমতি দেয় যা তাদের কঠিন সমস্যাগুলি সমাধান করতে দেয় যা আজকের কম্পিউটার ব্যবহার করে সমাধান করা যায় না।

ওভারল্যাপ এবং জট

এই ধারণাগুলি দ্বারা কিছুটা বিভ্রান্ত বোধ করা ঠিক আছে, কারণ আমরা আমাদের দৈনন্দিন জীবনে সেগুলি অনুভব করি না। আপনি যখন ক্ষুদ্রতম কোয়ান্টাম কণা (পরমাণু, ইলেকট্রন, ফোটন, ইত্যাদি) দেখেন তখনই আপনি ওভারল্যাপ এবং এনট্যাঙ্গেলমেন্টের মতো আকর্ষণীয় জিনিস দেখতে পান।

সুপারপজিশন মূলত একটি কোয়ান্টাম সিস্টেমের একই সময়ে একাধিক অবস্থায় থাকার ক্ষমতা, অর্থাৎ, কিছু “এখানে” এবং “ওখানে”, বা “উপর” এবং “নিচে” একই সময়ে হতে পারে।

এনট্যাঙ্গলমেন্ট হল একটি অত্যন্ত শক্তিশালী পারস্পরিক সম্পর্ক যা কোয়ান্টাম কণার মধ্যে বিদ্যমান – এতটাই শক্তিশালী যে, দুই বা ততোধিক কোয়ান্টাম কণা নিখুঁত সামঞ্জস্যের সাথে অবিচ্ছেদ্যভাবে সংযুক্ত হতে পারে, এমনকি যদি তারা অনেক দূরত্ব দ্বারা বিচ্ছিন্ন হয়। কণাগুলি নিখুঁতভাবে সম্পর্কযুক্ত থাকে, এমনকি যদি তারা অনেক দূরত্ব দ্বারা পৃথক হয়।

কণাগুলি এতটাই অভ্যন্তরীণভাবে সংযুক্ত যে তাদের তাত্ক্ষণিক এবং নিখুঁত মিলনে “নাচ” বলা যেতে পারে, এমনকি যখন মহাবিশ্বের বিপরীত প্রান্তে রাখা হয়। এই আপাতদৃষ্টিতে অসম্ভব সংযোগ আইনস্টাইনকে “দূরত্বে একটি ভুতুড়ে ক্রিয়া” হিসাবে জড়িয়ে পড়াকে বর্ণনা করতে অনুপ্রাণিত করেছিল।

কেন এই কোয়ান্টাম কম্পিউটিং প্রভাব গুরুত্বপূর্ণ?

প্রথমত, তারা আকর্ষণীয়। আরও ভাল, তারা কম্পিউটিং এবং যোগাযোগ প্রযুক্তির ভবিষ্যতের জন্য অত্যন্ত দরকারী হবে।

সুপারপজিশন এবং এনট্যাঙ্গলমেন্টের জন্য ধন্যবাদ, একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার একই সাথে প্রচুর সংখ্যক গণনা প্রক্রিয়া করতে পারে। এটিকে এভাবে ভাবুন: যেখানে একটি ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার এক এবং শূন্যের সাথে কাজ করে, একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার এক ও শূন্যের এক, শূন্য এবং “ওভারলে” ব্যবহার করার সুবিধা পাবে।

কিছু কঠিন কাজ যা দীর্ঘকাল ধরে ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারের জন্য অসম্ভব (বা “অনিচ্ছাকৃত”) বলে বিবেচিত হয়েছিল একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার দ্বারা দ্রুত এবং দক্ষতার সাথে সম্পন্ন করা হবে।

একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার কী করতে পারে যা একটি ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার পারে না?

বড় সংখ্যা দিয়ে শুরু করতে হবে। দুটি বড় সংখ্যাকে গুণ করা যেকোনো কম্পিউটারের জন্য সহজ। কিন্তু একটি খুব বড় সংখ্যা (বলুন, 500 ডিজিট) এর ফ্যাক্টরগুলি গণনা করা অন্য দিকে, যে কোনও ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারের জন্য অসম্ভব বলে মনে করা হয়।

1994 সালে, একজন ম্যাসাচুসেটস ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি (MIT) গণিতবিদ পিটার শোর, যিনি সেই সময়ে AT&T-তে কর্মরত ছিলেন, প্রকাশ করেছিলেন যে যদি একটি সম্পূর্ণ কার্যকরী কোয়ান্টাম কম্পিউটার পাওয়া যায় তবে এটি সহজেই বড় সংখ্যাকে ফ্যাক্টর করতে পারে।

কোয়ান্টাম কম্পিউটার কি করতে পারে?

কোয়ান্টাম সিস্টেমগুলি আণবিক এবং রাসায়নিক মিথস্ক্রিয়াগুলির জটিলতা উন্মোচন করতে পারে যা নতুন ওষুধ এবং উপকরণ আবিষ্কারের দিকে পরিচালিত করে। তারা অতি-দক্ষ লজিস্টিকস এবং সাপ্লাই চেইন সক্ষম করতে পারে, যেমন ক্রিসমাসের মরসুমে ডেলিভারির জন্য বিতরণ কার্যক্রম অপ্টিমাইজ করা।

তারা আমাদের আর্থিক ডেটা মডেল করার নতুন উপায় খুঁজে পেতে এবং আরও ভাল বিনিয়োগের জন্য মূল বিশ্বব্যাপী ঝুঁকির কারণগুলিকে আলাদা করতে সাহায্য করতে পারে। এবং তারা মেশিন লার্নিংয়ের মতো কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার দিকগুলিকে আরও শক্তিশালী করতে পারে।

বড় সংখ্যা ফ্যাক্টরিং কোয়ান্টাম কম্পিউটিং

কেউ খুব বড় সংখ্যা ফ্যাক্টর করতে চায় না. কারণ এটি খুবই কঠিন, এমনকি আজকের বিশ্বের সেরা কম্পিউটারের জন্যও। প্রকৃতপক্ষে, বৃহৎ সংখ্যা নির্ণয় করার অসুবিধাই হল আমাদের আজকের ক্রিপ্টোর অনেকাংশের ভিত্তি। এটি গাণিতিক সমস্যাগুলির উপর ভিত্তি করে যা সমাধান করা খুব কঠিন। RSA এনক্রিপশন, অনলাইনে কেনাকাটা করার সময় আপনার ক্রেডিট কার্ড নম্বর এনক্রিপ্ট করতে ব্যবহৃত পদ্ধতি, সম্পূর্ণরূপে ফ্যাক্টরিং সমস্যার উপর নির্ভরশীল। আপনি যে ওয়েবসাইট থেকে কিনতে চান সেটি আপনার ক্রেডিট কার্ডের তথ্য এনক্রিপ্ট করার জন্য আপনাকে একটি বড় “পাবলিক” কী (যা যে কেউ অ্যাক্সেস করতে পারে) প্রদান করে।

এই কীটি আসলে দুটি খুব বড় মৌলিক সংখ্যার গুণফল, শুধুমাত্র বিক্রেতার কাছে পরিচিত। যে কেউ আপনার তথ্য আটকাতে পারে একমাত্র উপায় হল সেই দুটি মৌলিক সংখ্যা জানা যা কী তৈরি করতে গুণ করা হয়। যেহেতু ফ্যাক্টরিং খুবই কঠিন, কোনো অনুপ্রবেশকারী আপনার ক্রেডিট কার্ড নম্বর অ্যাক্সেস করতে পারবে না এবং আপনার ব্যাঙ্ক অ্যাকাউন্ট নিরাপদ থাকবে।

আমার Wi-Fi এত ধীর কেন

নিরাপত্তা বিষয়ক কোয়ান্টাম কম্পিউটিং

চিন্তা করবেন না: ক্লাসিক্যাল ক্রিপ্টো সম্পূর্ণরূপে আপস করা হয় না। যদিও ক্লাসিক্যাল ক্রিপ্টোগ্রাফির কিছু দিক কোয়ান্টাম কম্পিউটিং দ্বারা আপস করা হবে, কোয়ান্টাম মেকানিক্স একটি নতুন ধরনের অত্যন্ত সুরক্ষিত ক্রিপ্টোগ্রাফি সক্ষম করে।

একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরি করতে কী প্রয়োজন?

নীচের লাইন: আমাদের কিউবিট দরকার যা আমরা যেভাবে চাই সেভাবে আচরণ করে। এই কিউবিটগুলি ফোটন, পরমাণু, ইলেকট্রন, অণু বা অন্য কিছু দিয়ে তৈরি হতে পারে। বিজ্ঞানীরা কোয়ান্টাম কম্পিউটারের সম্ভাব্য ভিত্তি হিসাবে তাদের বিভিন্ন ধরণের তদন্ত করছেন। কিন্তু কিউবিটগুলিকে ম্যানিপুলেট করা কুখ্যাতভাবে কঠিন, কারণ যে কোনও ঝামেলা তাদের কোয়ান্টাম অবস্থা থেকে ড্রপ আউট করে। অসামঞ্জস্যতা হল কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর অ্যাকিলিস হিল, কিন্তু এটা অনতিক্রম্য নয়। কোয়ান্টাম ত্রুটি সংশোধনের ক্ষেত্রটি পরীক্ষা করে যে কীভাবে ধারাবাহিকতা বজায় রাখা যায় এবং অন্যান্য ত্রুটির বিরুদ্ধে লড়াই করা যায়। প্রতিদিন, বিশ্বজুড়ে গবেষকরা কিউবিটকে সহযোগিতা করার নতুন উপায় আবিষ্কার করছেন।

তাহলে সত্যিকারের কোয়ান্টাম কম্পিউটার কবে হবে?

এটা আপনার সংজ্ঞা উপর নির্ভর করে. ইতিমধ্যে কোয়ান্টাম কম্পিউটার আছে, কিন্তু তারা ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার প্রতিস্থাপন করার জন্য যথেষ্ট শক্তিশালী নয়। যদিও ব্যবহারিক কোয়ান্টাম প্রযুক্তি ইতিমধ্যেই উদ্ভূত হচ্ছে, যার মধ্যে অত্যন্ত কার্যকরী সেন্সর, অ্যাকচুয়েটর এবং অন্যান্য ডিভাইস রয়েছে, একটি সত্যিকারের কোয়ান্টাম কম্পিউটার একটি ধ্রুপদী কম্পিউটারকে ছাড়িয়ে যেতে এখনও অনেক বছর দূরে।

ক্লাউড কম্পিউটিং

তাত্ত্বিকরা ক্রমাগত সমন্বয় উন্নত করার আরও ভাল উপায় আবিষ্কার করছেন, যখন গবেষণা বিভিন্ন প্রযুক্তি এবং যন্ত্রের মাধ্যমে কোয়ান্টাম জগতের উপর আরও বেশি নিয়ন্ত্রণ লাভ করে। আজ যে অগ্রগামী কাজ করা হচ্ছে তা পরবর্তী কোয়ান্টাম যুগের পথ প্রশস্ত করছে।

তাই কোয়ান্টাম কম্পিউটিং প্রযুক্তি এখনও বছর দূরে?

না, কোয়ান্টাম কম্পিউটিং প্রযুক্তি ইতিমধ্যেই ব্যবহার করা হচ্ছে।

কিছু ইতিমধ্যে বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ, এবং নতুন গবেষণা থেকে ব্যাপকভাবে উপকৃত হবে. যদিও একটি সম্পূর্ণরূপে কার্যকরী কোয়ান্টাম কম্পিউটার একটি দীর্ঘমেয়াদী লক্ষ্য, তবুও কোয়ান্টাম কম্পিউটিং নামে অনেক মৌলিক এবং ব্যবহারিক আবিষ্কার করা হয়েছে।

কোয়ান্টাম সেন্সর এবং অ্যাকচুয়েটরগুলি বিজ্ঞানীদেরকে অসাধারণ নির্ভুলতা এবং সংবেদনশীলতার সাথে ন্যানোস্কেল বিশ্বে নেভিগেট করতে সক্ষম করবে। সত্য কোয়ান্টাম তথ্য প্রসেসরের বিকাশের জন্য এই জাতীয় সরঞ্জামগুলি অমূল্য হবে। কোয়ান্টাম বিপ্লব ইতিমধ্যেই চলছে, এবং সামনে যে সম্ভাবনা রয়েছে তা সীমাহীন।