লেগোর মতো তৈরি হবে কোয়ান্টাম কম্পিউটার

এই ধারণা অনুসারে, বিজ্ঞানীরা কিউবিট ব্লকগুলিকে "প্লাগ অ্যান্ড প্লে" প্রোটোকল সহ একটি ডিভাইসের মাধ্যমে সংযুক্ত করেন, যেমন LEGO টুকরো একত্রিত করে একটি আকৃতি তৈরি করা।

Báo Khoa học và Đời sống•08/09/2025

কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি কোয়ান্টাম মেকানিক্সের নীতির উপর ভিত্তি করে গণনা সম্পাদন করতে পারে এবং নির্দিষ্ট ধরণের অপ্টিমাইজেশন এবং প্রক্রিয়াকরণের কাজে ধ্রুপদী কম্পিউটারগুলিকে ছাড়িয়ে যাবে বলে আশা করা হচ্ছে।

যদিও পদার্থবিদ এবং প্রকৌশলীরা গত কয়েক দশক ধরে বিভিন্ন কোয়ান্টাম কম্পিউটিং সিস্টেম প্রদর্শন করেছেন, তবুও এই সিস্টেমগুলিকে নির্ভরযোগ্যভাবে স্কেল করা যাতে তারা ব্যবহারিক সমস্যাগুলি সমাধান করতে পারে এবং গণনার সময় উদ্ভূত ত্রুটিগুলি সংশোধন করা এখন পর্যন্ত একটি চ্যালেঞ্জ।

Việc liên kết các qubit bên trong máy tính lượng tử vẫn là một vấn đề. — কোয়ান্টাম কম্পিউটারের ভিতরে কিউবিট সংযোগ করা এখনও একটি সমস্যা।

একটি একক, একীভূত ডিভাইস হিসেবে একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরি করা অত্যন্ত কঠিন প্রমাণিত হয়েছে। এই মেশিনগুলি লক্ষ লক্ষ কিউবিট, কোয়ান্টাম তথ্যের মৌলিক একক, হেরফের করার উপর নির্ভর করে, কিন্তু এত বড় সংখ্যাকে একটি সিস্টেমে একত্রিত করা একটি বড় চ্যালেঞ্জ।

ঠিক যেমন ছোট LEGO ব্লকগুলি একসাথে ফিট করে বৃহত্তর, আরও জটিল নকশা তৈরি করে, গবেষকরা ছোট, উচ্চ-মানের মডিউল তৈরি করতে পারেন এবং তারপরে তাদের একসাথে সংযুক্ত করে একটি সম্পূর্ণ কোয়ান্টাম সিস্টেম তৈরি করতে পারেন।

উর্বানা-চ্যাম্পেইনের ইলিনয় বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা সম্প্রতি একটি নতুন মডুলার কোয়ান্টাম আর্কিটেকচার চালু করেছেন যা সুপারকন্ডাক্টিং কোয়ান্টাম প্রসেসরের ফল্ট-সহনশীল, স্কেলেবল এবং পুনর্গঠনযোগ্য স্কেলিং সক্ষম করে। কোয়ান্টাম প্রভাব এবং দীর্ঘমেয়াদী কোয়ান্টাম গণনা সম্পাদনের জন্য প্রয়োজনীয় শর্তগুলি বজায় রাখার জন্য ফল্ট-সহনশীল স্কেলিং অপরিহার্য।

আন্তঃসংযোগ কেবল প্রোটোকলটি LEGO ইটের মতো কিউবিট ব্লকগুলিকে একসাথে সংযুক্ত করে।

নেচার ইলেকট্রনিক্স জার্নালে প্রকাশিত একটি গবেষণাপত্রে তাদের প্রস্তাবিত সিস্টেমটিতে বেশ কয়েকটি মডিউল (অর্থাৎ সুপারকন্ডাক্টিং কিউবিট ডিভাইস) রয়েছে যা স্বাধীনভাবে কাজ করতে পারে এবং আন্তঃসংযোগের মাধ্যমে অন্যান্য মডিউলের সাথে সংযুক্ত থাকে এবং একটি বৃহত্তর কোয়ান্টাম নেটওয়ার্ক তৈরি করে।

সহজভাবে বলতে গেলে, এই সংযোগগুলির সাথে, সিস্টেমের প্রতিটি কিউবিটকে কেবল "প্লাগ অ্যান্ড প্লে" করতে হবে যেমন আমরা একটি নিয়মিত কম্পিউটারে পেরিফেরাল ডিভাইস যুক্ত করি। এই ধরণের ইন্টারকানেক্ট কেবল সিস্টেমের গণনা ত্রুটি 1% এরও কম করার প্রভাব ফেলে।

"এই গবেষণার সূচনা বিন্দু ছিল সুপারকন্ডাক্টিং কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের ক্ষেত্রে বর্তমান ধারণা যে আমাদের প্রসেসরকে একাধিক স্বাধীন ডিভাইসে বিভক্ত করতে হবে - একটি পদ্ধতি যাকে আমরা 'মডুলার কোয়ান্টাম কম্পিউটিং' বলি," গবেষণার সহ-লেখক উলফগ্যাং ফাফ বর্ণনা করেন।

সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, এটি একটি জনপ্রিয় বিশ্বাস হয়ে উঠেছে, এমনকি আইবিএমের মতো কোম্পানিগুলিও এটি অনুসরণ করছে। এই গবেষণা মডুলার পদ্ধতির সাথে একটি প্রকৌশল-বান্ধব সংযোগ উপলব্ধি করতে পারে।

মূলত, ফাফ এবং তার সহকর্মীরা কোয়ান্টাম ডিভাইসগুলিকে সংযুক্ত করার জন্য একটি কৌশল তৈরি করছেন যাতে কোয়ান্টাম তথ্য আদান-প্রদানের সময় সংকেতের অবক্ষয় বা বিদ্যুৎ ক্ষতি কম হয়। তদুপরি, তারা ডিভাইসগুলিকে সহজেই সংযোগ, সংযোগ বিচ্ছিন্ন এবং পুনরায় কনফিগার করতে সক্ষম হতে চান।

"সহজ ভাষায়, আমাদের পদ্ধতিতে বাস রেজোনেটর নামক একটি উচ্চ-মানের সুপারকন্ডাক্টিং কোঅক্সিয়াল কেবল ব্যবহার করা জড়িত," ফাফ ব্যাখ্যা করেন।

তারা একটি কাস্টম সংযোগকারীর মাধ্যমে একটি ক্যাপাসিটিভ কিউবিটকে একটি তারের সাথে সংযুক্ত করে, কেবলটিকে কিউবিটের খুব কাছে (সাব-মিমি প্রিসিশন) স্থাপন করে এবং তারপর একই তারের সাথে সংযুক্ত থাকলে একাধিক কিউবিট তৈরি করে।

মডুলার কোয়ান্টাম নেটওয়ার্ক তৈরির জন্য গবেষকদের নতুন পদ্ধতির কোয়ান্টাম সিস্টেম স্কেল করার পূর্ববর্তী পদ্ধতির তুলনায় উল্লেখযোগ্য সুবিধা রয়েছে।

প্রাথমিক পরীক্ষায়, তারা দেখতে পেয়েছে যে এই পদ্ধতিটি তাদের সুপারকন্ডাক্টর-ভিত্তিক কোয়ান্টাম ডিভাইসগুলিকে নিরাপদে সংযুক্ত করতে এবং পরে তাদের ক্ষতি না করে, কোয়ান্টাম গেটগুলিতে উল্লেখযোগ্য সংকেত ক্ষতি না করেই সংযোগ বিচ্ছিন্ন করতে সক্ষম করেছে।

"আমাদের পদ্ধতির মাধ্যমে, আমি মনে করি আমাদের কাছে শুরু থেকেই পুনর্গঠনযোগ্য কোয়ান্টাম সিস্টেম তৈরি করার সুযোগ রয়েছে, উদাহরণস্বরূপ, সময়ের সাথে সাথে কোয়ান্টাম ডিভাইসের নেটওয়ার্কে আরও প্রসেসর মডিউল 'প্লাগ' করার বিকল্প সহ," ফাফ যোগ করেছেন।

"আমরা বর্তমানে একটি নকশা নিয়ে কাজ করছি যাতে আমরা দেখতে পারি যে আমরা সংযুক্ত উপাদানের সংখ্যা বাড়াতে পারি কিনা, যা আমাদের নেটওয়ার্ককে আরও বড় করে তুলবে। আমরা সিস্টেমের ক্ষতির জন্য কীভাবে আরও ভালভাবে ক্ষতিপূরণ দেওয়া যায় এবং কোয়ান্টাম ত্রুটি সংশোধনের সাথে স্থাপত্যকে সামঞ্জস্যপূর্ণ করা যায় তাও দেখছি।"