বাঙ্গালাকথা | শিক্ষামূলক বাংলা ওয়েবসাইট

কোয়ান্টাম কম্পিউটার কি ?

What is Quantum computer in Bengali

কোয়ান্টাম কম্পিউটার

কোয়ান্টাম কম্পিউটার যাকে শুধুমাত্র আমাদের প্রতিদিনকার কাজে ব্যবহৃত ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারের আপডেট ভার্সন ভাবা যাবে না। কোয়ান্টাম কম্পিউটার সম্পূর্ণ নতুন একটি প্রযুক্তি। মোমবাতি এবং লাইট বাল্ব দুইটিরই কাজই হচ্ছে আলো দেওয়া। কিন্তু একটি মোমবাতি কখনোই একটি লাইট বাল্বের মতো আলো দিতে পারবে না। কারণ মোমবাতির সাপেক্ষে লাইট বাল্ব সম্পূর্ণ নতুন প্রযুক্তি। তেমনই ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারের সাপেক্ষে কোয়ান্টাম কম্পিউটার সম্পূর্ণ একটি নতুন প্রযুক্তি।

কোয়ান্টাম কম্পিউটারের উচ্চগতির কম্পিউটার সক্ষমতার কারণে অনেক বড় বড় কোম্পানি প্রচুর টাকা বিনিযোগ করছে। কিন্তু কি এমন বিশেষত্ব রয়েছে এই কোয়ান্টাম কম্পিউটারের ?

কোয়ান্টাম কম্পিউটার সম্পর্কে বুঝতে হলে আমাদেরকে অনেক ক্ষুদ্র পরিসরে যেতে হবে। একদম পরমাণুর সাব এটোমিক পার্টিক্যাল যেমন ইলেকট্রন প্রোটন কিংবা ফোটন পর্যায়ে। পরমাণু ইলেকট্রন একই সময়ে দুটি ভিন্ন স্টেজে থাকতে পারে। অর্থাৎ একই সাথে সকল স্থানে উপস্থিতি। আমরা সাধারনভাবে ইলেকট্রন বিনাশ পড়ার সময় ইলেকট্রনকে কোন একটি নির্দিষ্ট কক্ষ পথে ঘুরতে দেখেছি। প্রকৃত অর্থে বিষয়টি কিন্তু এমন নয়। ইলেকট্রন একই সাথে ওই কক্ষপথের সকল স্থানে উপস্থিত থাকে। অনেকটা এই চিত্রের মত।

যাকে বলা হয় সুপার position।

কিন্তু যখনই ইলেক্ট্রনটি কোথায় আছে তা নির্দিষ্ট করে জানার চেষ্টা করবো তখনই ইলেকট্রনের এই সুপার পজিশনে অবস্থা ভেঙে পড়বে। উনিশশো আশি সালে রিচার্জ ফাইনম্যান ভাবেন সাব এটোমিক পার্টিক্যালের এই সুপার পজিশন বৈশিষ্ট্য কেন আমরা আমাদের কমপিটিং সিস্টেমে ব্যবহার করছি না। তিনি প্রস্তাব করেন সাব অ্যাটমিক পার্টিকেলের সুপার পজিশন বৈশিষ্ট্য আমাদের কম্পিটিটিভ সিস্টেমের গতি বহুগুনে বাড়িয়ে দিতে পারেন। এবং সেটা কিভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে তারও কিছু ধারণা দেন। সেখান থেকে কোয়ান্টাম কম্পিউটারের যাত্রা শুরু।

ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার কাজ করে বাইনারি জিরো এবং ওয়ান এর মাধ্যমে যাকে বলে বিট। ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার যে কোন তথ্যকে জিরো এবং ওয়ান এ কনভার্ট করে। কারণ ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার কাজ করে ট্রানজিস্টরের মাধ্যমে। এবং ট্রানজিস্টর যখন অন থাকে তখন তা ওয়ান এবং যখন অফ থাকে তখন তা জিরো। অন্যদিকে কোয়ান্টাম কম্পিউটার কাজ করে কোয়ান্টাম বিট বা কিউবিটের মাধ্যমে।

 বিট এবং কিউবিটের পার্থক্য হচ্ছে বিট হজ অথবা ওয়ান হতে পারে। অন্যদিকে কিউভিড জিরো অথবা ওয়ান হতে পারে আবার একই সাথে জিরো এবং ওয়ান উভয় হতে পারে। যাকে বলা হচ্ছে সুপার পজিশন। একই সাথে একই সময়ে জিরো এবং ওয়ান কিভাবে সম্ভব? হয় জিরো অথবা ওয়ান হতে হবে। বিষয়টা অদ্ভুত মনে হতে পারে। কিন্তু বিষয়টি অদ্ভুত নয়। এখানে হচ্ছে ওয়ানটন ফিজিক্সের জাদু। দুইটি উদাহরণ দিয়ে বিষয়টি বলার চেষ্টা করব।

আমরা যখন touch করি তখন হয় head আসবে নয়তো তেল আসবে। এক টর্চ করার জন্য যখন পয়সাটি নিক্ষেপ করা হয় তখন পয়সাটি একই সাথে হেট এবং তেল দুই অবস্থাতেই থাকে। কারণ পয়সাটি যখন শূন্যে ঘৃণায় মন অবস্থায় থাকে তখন আমরা স্পেসিফিক্যালি হেড নাকি টেল সেটা বলতে পারবো না। ফলে এটি একই সাথে হেড এবং তেল। এবং এটাই হচ্ছে সুপার পজিশন। এবং এই সুপার পজিশন তখনই ভেঙে পড়বে যখন আমরা পয়সাটিকে থামিয়ে হেট নাকি তেল এসেছে তা দেখার চেষ্টা করব।

এটিকে আসলে উদাহরণ বলা যাবে কিনা আমি নিশ্চিত নই। যাই হোক। মনে করুন দুইটি হাইড্রোজেন পরমাণু এক ইলেকট্রন শেয়ার করে হাইড্রোজেন অনুঘটন করেছে। এখন এই শেয়র কৃত ইলেক্ট্রন কোন হাইড্রোজেনের দিকে থাকবে? এখানে দিক বলতে স্প্রিন বোঝানো হচ্ছে। সে নিশ্চয়ই কোন একটি নির্দিষ্ট হাইড্রোজেনের দিকে থাকবে না। কারণ সিআরপি তো ইলেকট্রনের ওপর দুইটি হাইড্রোজেন পরমানুরই হক রয়েছে। ফলে ইলেক্ট্রনটি একই সাথে দুইটি হাইড্রোজেন পরমাণুর দিকেই থাকবে।

একবার এর দিকে আরেকবার ওর দিক। এবং এটিই হচ্ছে সুপার পজিশন। এখন বলা যাক এই সুপার পজিশন বৈশিষ্ট্য কিভাবে কাজে লাগানো হবে কোনটাম কম্পিউটার এ। মনে করুন এ পাজিবটি আপনাকে সমাধান করতে হবে। আপনি কি করবেন? আপনি প্রথমে যেকোনো একটি পথে যাবেন। এবং সেই পথ ভুল হলে ফিরে এসে অন্য পথে যাবেন। এইভাবে কোন এক সময় আপনি সঠিক পথটি খুঁজে পাবেন। এক্ষেত্রে সময় অবশ্যই অনেক বেশি লাগবে।

এই বিষয়টিকে আপনি classical কম্পিউটার এর সাথে তুলনা করতে পারেন। অন্যদিকে যদি বিষয়টি এমন হয় আপনার অনেকগুলো কার্বন কপি তৈরি হবে। এবং সবগুলো কার্বন কপি এই পাজল সমাধানের জন্য ভিন্ন ভিন্ন পথে যাত্রা শুরু করবে। তবে এই পাঁজরা সমাধান করতে কত সময় লাগবে? অবশ্যই খুবই কম অনেক লাগবে। এবং contom কম্পিউটার ঠিক এভাবেই কাজ করবে তার সুপার position বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে। এখন এই পাজেলের বিষয়টি একটু ভিন্নভাবে চিন্তা করি।

মনে করুন আপনার কম্পিউটার এ ষোলোটি movie save করে রাখা আছে।

মুভিগুলোর নাম হচ্ছে এইগুলো। যদিও movie র নাম এমন হবে না। কিন্তু কম্পিউটার যেহেতু সব কিছুকে zero এবং one এর মাধ্যমে সংরক্ষণ করে। ফলে আমরা ধরে নিলাম নামগুলো হচ্ছে এরকম। এই movie গুলো থেকে যেকোনো একটি movie search দিয়ে বের করার ক্ষেত্রে classical কম্পিউটার প্রত্যেকটি file কে এক একটি করে আলাদা আলাদা ভাবে করবে এবং এক পর্যায়ে কাঙ্খিত মুভিটি খুঁজে বের করবে। কিন্তু কম্পিউটার সবগুলো মুভিকে একই সাথে সার্চ করতে পারবে।

কারণ কিউবিড একই সাথে জিরো এবং ওয়ান হতে পারে। ফলে চারটি কিউইটে কিন্তু একই সাথে সবগুলো ইনফরমেশনের কম্বিনেশন উপস্থিত থাকবে। ফলাফল অসম্ভব দ্রুত গতিতে কাজ সম্পন্ন হবে। সাব এডমিক পার্টিকেলের আরো একটি বৈশিষ্ট্য হচ্ছে ইন্টেঙ্গেল ম্যান্ট। এক জোড়া সাব অ্যাকনিক পার্টিক্যাল। অর্থাৎ কিউবিট এর একটি যদি আপই স্পিনে থাকে অর্থাৎ ওয়ান অবস্থায় থাকে। তবে অপর সাব এটমিক পার্টিক্যাল অর্থাৎ কিউবিক ডাউন স্পিনে থাকবে অর্থাৎ জিরো অবস্থিত থাকবে।

এই দুটি সাব এটোমিক পার্টিক্যাল যতদূরেই অবস্থান করুক না কেন।

আইনস্ট্যান্ড যাকে বলেছিলেন স্পোকি অ্যাকশন। কোনটম ফিজিক্স নিয়ে যখন ভিডিও তৈরি করব তখন এ নিয়ে বিস্তারিত বলব। যাই হোক এখন বলা যাক কিউ বিট কিভাবে তৈরি করা হয়। বিষয়টি খুবই জটিল। কিউবিট হিসেবে সিঙ্গেল ফোটন নিউক্লিয়াস কিংবা ইলেকট্রন ব্যবহার করা হয়ে থাকে। সাধারণত বিশেষ এক ধরনের সার্কিটে প্রোটন নিউক্লিয়াস বা ইলেকট্রন বসিয়ে কিউবিট তৈরি quite তৈরি করার ক্ষেত্রে মূলত দুই ধরনের সমস্যার সম্মুখীন হতে হয়। প্রথম সমস্যা হচ্ছে কিউবিট অর্থাৎ sub acemic particle এর সুপার position অবস্থা maintain করা।

সাব এটোমিক পার্টিক্যাল বা কিউবিটের সুপার পজিশন খুবই স্পর্শকাতর একটি বিষয়। পরিবেশের সামান্য তাপমাত্রা সামান্য ইলেকট্রনিক ফিল্টার এদিক সেদিক। এছাড়াও আরো অনেক ফ্যাক্টর রয়েছে। যার কারণে মুহূর্তেই এই সাব অ্যাকনিক পার্টিক্যাল বা কিউবিটেড সুপার পজিশনে ভেঙ্গে যেতে পারে। ফলে কিউবিটের সার্কিটটি তৈরি করার পর এটিকে লিকুইড নাইট্রোজেনের পরম শূন্য তাপমাত্রার কাছাকাছি তাপমাত্রার মধ্যে রাখা হয়। যেন তাপমাত্রার এদিক সেদিক এর কারণে কোনো disturbance তৈরী না হয়। এবং এই সার্কিট এর উপরে যেসব যন্ত্রাংশ দেখছেন এগুলো হচ্ছে অন্যান্য যে factor গুলো রয়েছে সেগুলোকে নিয়ন্ত্রণ করার জন্য।

এবং দ্বিতীয় সমস্যা হচ্ছে বোধগম্য আউটপুট বের করে নিয়ে আসা।

কিউবিটের ক্ষেত্রে আউটপুট ইরোর আসবে যদি না কিউবিটের অ্যান্টিটিউট বা বিস্তার সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করা না যায়। এর জন্য প্রয়োজন কিছু বিশেষ ওয়ান্টাম গেট বা ওয়ান্টাম লজিক গেট। এর মাধ্যমে কিউবিটেডস পজিশন বৈশিষ্ট্যের ফলে যে বিশেষ সুবিধা পাওয়া যাচ্ছে তার ফলাফল কোনো প্রকার ইরোর ছাড়াই বের করে নিয়ে আসা যায়। কিউবিট কি এবং কিভাবে কাজ করে তা আশা করি বোঝাতে পেরেছি।

কিউবিড কি পরিমান তথ্য সংরক্ষণ করতে পারবে এর ম্যাথ খুবই জটিল। সেই ম্যাথ এক্সপ্লেন করার ক্ষেত্রে আরো একটি আলাদা ভিডিও প্রয়োজন। যা এখন সম্ভব হচ্ছে না। তবে কিউবিড কি পরিমান তথ্য সংরক্ষণ করতে পারবে তার কিছু তুলনামূলক উদাহরণ দিচ্ছি। আপনার কাছে যদি দশটি কিউবিট থাকে এর মাধ্যমে যে পরিমাণ তথ্য সংরক্ষণ করতে পারবেন। ট্রা মাধ্যমে সেই পরিমাণ তথ্য সংরক্ষণ করার জন্য আপনার প্রয়োজন হবে ষোলো হাজার ট্রানজিস্টার। অর্থাৎ ষোলো হাজার বিট। এবং আপনার কাছে যদি পাঁচশোটি কিউবিট থাকে তবে এর মাধ্যমে যে তথ্য আপনি সংরক্ষণ করতে পারবেন। এর জন্য প্রয়োজন হবে মহাবিশ্বের যতটুকু এখন পর্যন্ত আমরা জানতে পেরেছি তাতে মোট যে পরিমান পরমাণু রয়েছে তার সংখ্যার চেয়েও বেশি পরিমান ট্রানজিস্টর। তাহলে বোঝাই যাচ্ছে যে কিউবিট আসলে কত ব্যাপক পরিসরে কাজ করবেন। টেক জাইন, গুগল, তিপ্পান্ন কিউবিটের প্রসেসর তৈরি করার কথা দাবি করেছে যার নাম সিকামোর।

Wondom কম্পিউটার মূলত সুবিশাল কোনো বিষয়ের ক্ষেত্রে ব্যবহারের উপযোগী। সুবিশাল বলতে যেসব ক্ষেত্রে অনেক ধরনের সম্ভাবনা থাকে। অর্থাৎ অনেক ফ্যাক্টর জড়িত থাকে। যেমন আবহাওয়ার পূর্বাভাস। তবে আমাদের প্রতিদিনকার জীবনে ব্যবহার করা ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারের স্থান হয়তো বা পয়ন্টাম কম্পিউটার দখল করতে পারবে না। কারণ সায়েন্টিস্টদের মতে এই ক্ষেত্রে কোনটাম কম্পিউটার ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারের মতো পারফরম্যান্স দেখাতে পারবে না। কিছু কিছু ক্ষেত্রে হয়তো বা কোনটাম কম্পিউটার ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার চেয়েও বেশি সময় নিয় নেবে। সুতরাং আপাতত ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারকে ছোট করে দেখার মত কোন সুযোগই নেই।