কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এ তার সমস্যা
একটি উপযোগী কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরি করতে শত শত বা হাজার হাজার কিউবিটকে নিয়ন্ত্রণ ইলেকট্রনিক্সের সাথে সংযুক্ত করতে হয় যা তাদের পরিচালনা করে। একটি প্রচলিত সুপারকন্ডাক্টিং কোয়ান্টাম প্রসেসরে প্রতিটি কিউবিট এর নিজস্ব মাইক্রোওয়েভ নিয়ন্ত্রণ লাইন এবং রিডআউট সংযোগের একটি সেট প্রয়োজন, যা রুম-তাপমাত্রা ইলেকট্রনিক্স থেকে সাবধানে ডিজাইন করা ক্রায়োজেনিক পর্যায়ের মাধ্যমে চলে এবং প্রায় পরম শূন্যের কাছাকাছি কাজ করার প্রসেসরে পৌঁছায়। কিউবিট সংখ্যা বৃদ্ধি পেলে, এই তার প্রয়োজনীয়তা কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলিকে ক্লাসিক্যাল সিস্টেমের উপর ব্যবহারিক সুবিধার জন্য প্রয়োজনীয় স্কেলে পৌঁছানোর অনেক আগেই ফিজিক্যালি অব্যবহারযোগ্য করে তুলতে হুমকি দেয়।
একটি গবেষণা দল এখন প্রদর্শন করেছে যে একটি সুপারকন্ডাক্টিং কোয়ান্টাম প্রসেসর নাটকীয়ভাবে কম ফিজিক্যাল সংযোগের সাথে সম্পূর্ণ কম্পিউটেশনাল কর্মক্ষমতা বজায় রাখতে পারে, একটি পদ্ধতি ব্যবহার করে যা নিয়ন্ত্রণ সংকেতগুলিকে শেয়ারড তারের চ্যানেলের মধ্যে মাল্টিপ্লেক্স করে। এই প্রদর্শনী ক্ষেত্রের সবচেয়ে অধ্যবসায়ী স্কেলিং চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে একটিকে সম্বোধন করে, এমন আর্কিটেকচারগুলির দিকে নির্দেশ করে যেখানে তার সংখ্যা কিউবিট সংখ্যার সরাসরি অনুপাতের পরিবর্তে সাব-লিনিয়ারভাবে বৃদ্ধি পায়।
মাল্টিপ্লেক্সিং পদ্ধতি
এই কৌশলটি ফ্রিকোয়েন্সি-ডিভিশন মাল্টিপ্লেক্সিং ব্যবহার করে একটি একক ফিজিক্যাল তার এর মাধ্যমে একাধিক কিউবিটের জন্য নিয়ন্ত্রণ সংকেতগুলি রুট করতে। প্রতিটি কিউবিটকে এর নিয়ন্ত্রণ সংকেতের জন্য একটি স্বতন্ত্র ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ড নির্ধারিত হয়, ক্রায়োজেনিক হার্ডওয়্যারকে উপযুক্ত ফ্রিকোয়েন্সি নির্বাচন করে স্বতন্ত্র কিউবিটকে সম্বোধন করতে দেয় যা ডেডিকেটেড স্বতন্ত্র সংযোগের মাধ্যমে সংকেত রুট করার পরিবর্তে।
প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জটি কোয়ান্টাম গেট অপারেশনের সত্যতা বজায় রাখা — যে নির্ভুলতার সাথে প্রসেসর গণনা সম্পাদন করে — যখন বিভিন্ন কিউবিটের জন্য নিয়ন্ত্রণ সংকেতগুলি একই ফিজিক্যাল চ্যানেল ভাগ করে। ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডগুলির মধ্যে ক্রস-টক এবং ফ্রিকোয়েন্সি-নির্বাচনী হার্ডওয়্যারে অনিখুঁতভাবা এমন ত্রুটি প্রবর্তন করতে পারে যা কিউবিট সমন্বয়কে হ্রাস করে। গবেষণা দল প্রদর্শন করেছে যে এই ত্রুটি উৎসগুলি শেয়ারড তারের আর্কিটেকচার সত্ত্বেও সম্পূর্ণ-সত্যতা অপারেশন অনুমতি দেওয়ার স্তরগুলিতে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে।
কোয়ান্টাম স্কেলিং এর জন্য এটি কেন গুরুত্বপূর্ণ
তার চ্যালেঞ্জটি শুধুমাত্র একটি প্রকৌশল অসুবিধা নয়। ক্রায়োজেনিক রেফ্রিজারেশন সিস্টেম যা পরম শূন্যের কাছাকাছি অপারেটিং তাপমাত্রা বজায় রাখতে ব্যবহৃত হয় তাদের বিভিন্ন তাপমাত্রার পর্যায়ে শুধুমাত্র সীমিত সংখ্যক তার সংযোগ ফিজিক্যালি মিটতে পারে। IBM, Google এবং অন্যান্য কোয়ান্টাম কম্পিউটিং নেতারা স্বচ্ছভাবে বলেছেন যে এই বাধাটি বিদ্যমান হার্ডওয়্যার আর্কিটেকচারে তারা কিউবিট সংখ্যা কতদ্রুত স্কেল করতে পারে তার একটি মৌলিক সীমা প্রতিনিধিত্ব করে।
একটি মাল্টিপ্লেক্সড তারের পদ্ধতি যা ফিজিক্যাল সংযোগ সংখ্যা উল্লেখযোগ্য ফ্যাক্টর দ্বারা হ্রাস করে বিদ্যমান রেফ্রিজারেশন হার্ডওয়্যারকে আনুপাতিকভাবে আরও কিউবিট সমর্থন করতে অনুমতি দেবে। যখন প্রযুক্তিটি পরিপক্ক হওয়ার সাথে সাথে পুনরাবৃত্তিভাবে প্রয়োগ করা হয়, এটি ওষুধ আবিষ্কার, উপকরণ সিমুলেশন এবং ক্রিপ্টোগ্রাফিকভাবে প্রাসঙ্গিক গণনার মতো অ্যাপ্লিকেশনের জন্য প্রয়োজনীয় স্কেলে কোয়ান্টাম প্রসেসররা পৌঁছানোর হারকে উল্লেখযোগ্যভাবে ত্বরান্বিত করতে পারে।
পরিপূরক অগ্রগতি এবং ভবিষ্যতের পথ
মাল্টিপ্লেক্সড তারের পদ্ধতি অন্যান্য স্কেলিং কৌশলের পরিপূরক: কোয়ান্টাম ত্রুটি সংশোধন, দীর্ঘ সমন্বয় সময়ের জন্য উন্নত কিউবিট ফ্যাব্রিকেশন এবং তথ্য আন্দোলন ওভারহেড হ্রাস করা নতুন প্রসেসর আর্কিটেকচার। তার বাধাটি সমাধান করা এই অগ্রগতির সমান্তরালে যার অর্থ স্কেলিং সীমাবদ্ধতাগুলি একযোগে একাধিক কোণ থেকে আক্রমণ করা হচ্ছে।
প্রকৌশল বাধা তৈরিতে উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি করার গবেষণা সম্প্রদায়ের ক্ষমতা কোয়ান্টাম পারফরম্যান্স বৈশিষ্ট্য ত্যাগ না করে ক্ষেত্রের পরিপক্কতার একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচক। প্রাথমিক কোয়ান্টাম প্রসেসররা ধারণার প্রমাণ প্রদর্শন করেছিল কিন্তু উপযোগিতা সীমিত করে ব্যবহারিক সীমাবদ্ধতা সঙ্গে সংগ্রাম করেছিল। কোয়ান্টাম বৈশিষ্ট্য সংরক্ষণ করার সময় সেই প্রকৌশল চ্যালেঞ্জগুলি সমাধান করা হল যা একটি ল্যাবরেটরি কৌতূহল থেকে বাস্তব বিশ্বে স্থাপনার একটি বিশ্বাসযোগ্য পথে একটি প্রযুক্তিকে আলাদা করে — এবং এই তার ব্রেকথ্রু সেই দিকে একটি অর্থপূর্ণ পদক্ষেপ প্রতিনিধিত্ব করে।
এই নিবন্ধটি Phys.org দ্বারা রিপোর্টিং এর উপর ভিত্তি করে। মূল নিবন্ধটি পড়ুন।
