কোয়ান্টাম কম্পিউটিং কি?

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং হল জটিল এবং বিশাল ক্রিয়াকলাপগুলি দ্রুত এবং দক্ষতার সাথে সমাধান করার জন্য কোয়ান্টাম-মেকানিক্স ব্যবহার করার প্রক্রিয়া। ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার যেমন ক্লাসিক্যাল কম্পিউটেশন করার জন্য ব্যবহার করা হয়, একইভাবে, কোয়ান্টাম কম্পিউটেশন করার জন্য একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার ব্যবহার করা হয়। কোয়ান্টাম কম্পিউটেশনগুলি সমাধান করার জন্য এত জটিল যে ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারগুলির সাথে তাদের সমাধান করা প্রায় অসম্ভব হয়ে পড়ে।

‘কোয়ান্টাম’ শব্দটি পদার্থবিদ্যার কোয়ান্টাম মেকানিক্সের ধারণা থেকে উদ্ভূত হয়েছে যা ইলেকট্রন এবং ফোটনের প্রকৃতির ভৌত বৈশিষ্ট্য বর্ণনা করে। প্রকৃতিকে গভীরভাবে বর্ণনা এবং বোঝার জন্য কোয়ান্টাম একটি মৌলিক কাঠামো। সুতরাং, কোয়ান্টাম গণনা জটিলতার সাথে মোকাবিলা করার কারণ। কোয়ান্টাম কম্পিউটিং হল কোয়ান্টাম তথ্য বিজ্ঞানের একটি সাবফিল্ড। এটি একটি জটিল গণনার সাথে মোকাবিলা করার সর্বোত্তম উপায় বর্ণনা করে। কোয়ান্টাম-মেকানিক্স সুপারপজিশন এবং এনট্যাঙ্গলমেন্টের ঘটনাগুলির উপর ভিত্তি করে, যা কোয়ান্টাম গণনাগুলি সম্পাদন করতে ব্যবহৃত হয়।কোয়ান্টাম গণনা সম্পাদনের জন্য, একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার ব্যবহার করা হয় যা একটি ধ্রুপদী কম্পিউটারের সাথে ভিন্ন। যদিও কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ধারণাটি আগে এসেছিল, এটি তখন খুব বেশি জনপ্রিয়তা পায়নি।

কোয়ান্টাম কম্পিউটার

একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার একটি ডিভাইস যা কোয়ান্টাম গণনা সম্পাদনের জন্য ব্যবহৃত হয়, যা প্রকৃতিতে অত্যন্ত জটিল। এটি Qubits আকারে ডেটা সংরক্ষণ করে। কিউবিটগুলি কোয়ান্টাম বিট নামেও পরিচিত। একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার সেই সমস্যাগুলি বা অপারেশনগুলিকে অনুকরণ করতে পারে যা একটি ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার (যা আমরা বর্তমানে ব্যবহার করি) করতে পারে না। এমনকি একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার একটি সাধারণ কম্পিউটারের চেয়ে দ্রুত কম্পিউটেশনাল সমস্যা সমাধান করতে সক্ষম।

উদাহরণস্বরূপ, একটি ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারের মাধ্যমে (500 * 187625) এর প্রডাক্ট পাওয়া সহজ, কিন্তু কোয়ান্টাম কম্পিউটারের মাধ্যমে একই ফলাফল পাওয়া সহজ এবং দ্রুত। একটি ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার ফলাফল পেতে প্রায় 5 সেকেন্ড সময় নেয়, যেখানে একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার ফলাফল পেতে 0.005 সেকেন্ড সময় নেয়।

বর্তমানে, গবেষকরা সাইবার নিরাপত্তার ক্ষেত্রে কোয়ান্টাম কম্পিউটারের সাথে কাজ করছেন কোডগুলি ভাঙতে এবং ইলেকট্রনিক যোগাযোগগুলিকে এনক্রিপ্ট করতে আরও ভাল সাইবার নিরাপত্তা এবং সুরক্ষিত ডেটা অন্বেষণ করতে।

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং কি কি কাজে ব্যবহার করা হয়

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং বিভিন্ন কাজে ব্যবহার করা হয় তা নিচে কিছু আলোচনা করা হল:

• সাইবার সিকিউরিটি: ডিজিটালাইজেশনের বর্তমান যুগে কম্পিউটারে ব্যক্তিগত তথ্য সংরক্ষণ করা হয়। সুতরাং, ডেটা চুরি থেকে রক্ষা করার জন্য আমাদের সাইবার নিরাপত্তার একটি খুব শক্তিশালী সিস্টেম দরকার। ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার সাইবার নিরাপত্তার জন্য যথেষ্ট ভালো, কিন্তু ঝুঁকিপূর্ণ হুমকি এবং আক্রমণ এটিকে দুর্বল করে দেয়। বিজ্ঞানীরা এই ক্ষেত্রে কোয়ান্টাম কম্পিউটার নিয়ে কাজ করছেন। এটিও পাওয়া গেছে যে মেশিন লার্নিং এর মাধ্যমে এই ধরনের সাইবার নিরাপত্তা হুমকি মোকাবেলা করার জন্য বিভিন্ন কৌশল বিকাশ করা সম্ভব।
• ক্রিপ্টোগ্রাফি: হল নিরাপত্তার একটি ক্ষেত্র যেখানে কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি প্যাকেটগুলিকে নিরাপদে নেটওয়ার্কে সরবরাহ করার জন্য এনক্রিপশন পদ্ধতিগুলি বিকাশ করতে সহায়তা করছে। এনক্রিপশন পদ্ধতির এই ধরনের সৃষ্টি কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফি নামে পরিচিত।
• আবহাওয়ার পূর্বাভাস: কখনও কখনও, ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার ব্যবহার করে আবহাওয়ার পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য বিশ্লেষণের প্রক্রিয়াটি খুব দীর্ঘ হয়ে যায়। অন্যদিকে, কোয়ান্টাম কম্পিউটার বিশ্লেষণ, প্যাটার্ন চিনতে এবং স্বল্প সময়ের মধ্যে আবহাওয়ার পূর্বাভাস এবং আরও সঠিকতার সাথে শক্তি বাড়িয়েছে। এমনকি কোয়ান্টাম সিস্টেমগুলি নিখুঁত সময় সহ আরও বিশদ জলবায়ু মডেলের পূর্বাভাস দিতে সক্ষম।
• এআই এবং মেশিন লার্নিং: এআই ডিজিটালাইজেশনের একটি উদীয়মান ক্ষেত্র হয়ে উঠেছে। AI এবং ML-এর মাধ্যমে অনেক টুল, অ্যাপ এবং বৈশিষ্ট্য তৈরি করা হয়েছে। দিন যত যাচ্ছে, অসংখ্য অ্যাপ্লিকেশন তৈরি হচ্ছে। ফলস্বরূপ, এটি ধ্রুপদী সিস্টেমগুলিকে যথার্থতা এবং গতির সাথে মেলাতে চ্যালেঞ্জ করেছে। কিন্তু, কোয়ান্টাম কম্পিউটার এমন জটিল সমস্যাগুলিকে কম সময়ে প্রক্রিয়া করতে সাহায্য করতে পারে যার জন্য একটি ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার সেই সমস্যাগুলি সমাধান করতে শত শত বছর সময় নেয়।
• ড্রাগ ডিজাইন এবং ডেভেলপমেন্ট: ড্রাগ ডিজাইনিং এবং ডেভেলপমেন্ট করা একটি সাধারণ কাজ। কারণ ওষুধের বিকাশ ট্রায়াল এবং এরর পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে, যা ব্যয়বহুল এবং ঝুঁকিপূর্ণ কাজ। কোয়ান্টাম কম্পিউটারের জন্যও এটি একটি চ্যালেঞ্জিং কাজ। এটি গবেষকের আশা এবং বিশ্বাস যে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ওষুধ এবং মানুষের উপর তাদের প্রতিক্রিয়া জানার একটি কার্যকর উপায় হয়ে উঠতে পারে। যেদিন কোয়ান্টাম কম্পিউটিং সফলভাবে ওষুধের বিকাশে সক্ষম হবে, এটি ওষুধ শিল্পের জন্য অনেক সময় এবং অর্থ সাশ্রয় করবে। এছাড়াও, ফার্মাসিউটিক্যাল শিল্পের জন্য আরও ভাল ফলাফলের সাথে আরও ওষুধ আবিষ্কার করা যেতে পারে।
• ফাইন্যান্স মার্কেটিং: একটি ফাইন্যান্স ইন্ডাস্ট্রি বাজারে টিকে থাকতে পারে শুধুমাত্র যদি এটি তার গ্রাহকদের ফলপ্রসূ ফলাফল প্রদান করে। এই ধরনের শিল্পের বৃদ্ধি পেতে অনন্য এবং কার্যকর কৌশল প্রয়োজন। যদিও প্রচলিত কম্পিউটারে, মন্টে কার্লো সিমুলেশনের কৌশল ব্যবহার করা হচ্ছে, পরিবর্তে, এটি কম্পিউটারে অনেক সময় ব্যয় করে। যাইহোক, যদি এই ধরনের জটিল গণনা একটি কোয়ান্টাম সিস্টেম দ্বারা সঞ্চালিত হয়, তাহলে এটি সমাধানের গুণমান উন্নত করবে এবং উন্নয়নের সময় হ্রাস করবে।
• কম্পিউটেশনাল কেমিস্ট্রি: কোয়ান্টাম কম্পিউটারের সুপারপজিশন এবং এনট্যাঙ্গলমেন্ট বৈশিষ্ট্যগুলি সফলভাবে অণু ম্যাপ করার জন্য মেশিনগুলিকে সুপার পাওয়ার প্রদান করতে পারে। ফলস্বরূপ, এটি ফার্মাসিউটিক্যালস গবেষণার ক্ষেত্রে বেশ কয়েকটি সুযোগ উন্মুক্ত করে। একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার পরিচালনা করতে পারে এমন আরও ব্যাপক সমস্যাগুলির মধ্যে রয়েছে ঘর-তাপমাত্রা সুপারকন্ডাক্টর তৈরি করা, অ্যামোনিয়া-ভিত্তিক সার তৈরি করা, কঠিন-স্টেট ব্যাটারি তৈরি করা, এবং ভাল জলবায়ুর জন্য CO2 (কার্বন ডাই অক্সাইড) অপসারণ করা ইত্যাদি৷ কোয়ান্টাম কম্পিউটিং সবচেয়ে বিশিষ্ট হবে কম্পিউটেশনাল কেমিস্ট্রির ক্ষেত্র।

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর ইতিহাস

1980 এর দশকের গোড়ার দিকে, পল বেনিওফ (একজন পদার্থবিদ) টিউরিং মেশিনের একটি কোয়ান্টাম যান্ত্রিক মডেলের প্রস্তাব করেছিলেন। তারপর থেকে, কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ধারণাটি অস্তিত্বে আসে। পরে, এটি প্রস্তাব করা হয়েছিল যে একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার সেই জিনিসগুলিকে অনুকরণ করতে পারে যা একটি ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার পারে না। পরামর্শটি দিয়েছেন রিচার্ড ফাইনম্যান এবং ইউরি মানিন। পিটার শোর 1994 সালে পূর্ণসংখ্যা নির্ণয়ের জন্য একটি কোয়ান্টাম অ্যালগরিদম তৈরি করেছিলেন।

অ্যালগরিদম RSA-এনক্রিপ্ট করা যোগাযোগ ডিক্রিপ্ট করার জন্য যথেষ্ট শক্তিশালী ছিল। কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর ক্ষেত্রে আরও গবেষণা চলছে। 23 অক্টোবর 2019-এ, Google AI, NASA (ন্যাশনাল অ্যারোনটিক্স অ্যান্ড স্পেস অ্যাডমিনিস্ট্রেশন), ইউএস-এর সাথে অংশীদারিত্বে, একটি গবেষণাপত্র প্রকাশ করেছে যাতে দাবি করা হয়েছিল যে তারা কোয়ান্টাম শ্রেষ্ঠত্ব অর্জন করেছে। যদিও তাদের মধ্যে কেউ কেউ এই দাবির বিরোধিতা করেছেন, তবুও এটি ইতিহাসের একটি উল্লেখযোগ্য মাইলফলক।

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর ভবিষ্যত

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর ভবিষ্যত বিশ্ব বাণিজ্যের জন্য বেশ উন্নত এবং উৎপাদনশীল বলে মনে হচ্ছে। উপরের আলোচিত পয়েন্টগুলি বলে যে এটি ধারণার শুরু এবং অবশ্যই আমাদের জীবনের একটি অংশ হয়ে উঠবে। এটি এখনও মূলধারা নয়। ভবিষ্যতে, কোয়ান্টাম সিস্টেমগুলি শিল্পগুলিকে সেই সমস্যাগুলি মোকাবেলা করতে সক্ষম করবে, যা তারা সবসময় সমাধান করা অসম্ভব বলে মনে করেছিল। রিপোর্ট অনুযায়ী, কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর বাজার আগামী কয়েক দশকে দৃঢ়ভাবে বৃদ্ধি পাবে।

গুগল কোয়ান্টাম কম্পিউটিং তত্ত্বে একটি দুর্দান্ত ফোকাস এবং আগ্রহ দেখাচ্ছে। সম্প্রতি, গুগল টেনসরফ্লো এর একটি নতুন সংস্করণ চালু করেছে, যা টেনসরফ্লো কোয়ান্টাম (টিএফকিউ)। TFQ একটি ওপেন সোর্স লাইব্রেরি। এটি কোয়ান্টাম মেশিন লার্নিং মডেলের প্রোটোটাইপ করতে ব্যবহৃত হয়। যখন এটি বিকাশ করা হবে, এটি বিকাশকারীদের সহজেই হাইব্রিড এআই অ্যালগরিদম তৈরি করতে সক্ষম করবে যা একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার এবং একটি ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারের কৌশলগুলির একীকরণের অনুমতি দেবে। TFQ এর মূল উদ্দেশ্য হল কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এবং মেশিন লার্নিং কৌশলগুলিকে একত্রিত করা যাতে প্রাকৃতিক এবং কৃত্রিম কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলিকে সমানভাবে তৈরি এবং নিয়ন্ত্রণ করা যায়। বিজ্ঞানীরা এখনও কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর সাথে কিছু নতুন এবং পরিচিত চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হচ্ছেন, তবে এটি অবশ্যই আগামী বছরগুলিতে সফ্টওয়্যার বিকাশের দিকে নিয়ে যাবে।