Quantum Computers ගැන දැනගමු.

Articles Jan 15, 2021

පරිගණක තාක්ෂණයේ අනාගත බලාපෙරොත්තුව ක්වොන්ටම් පරිගණක (Quantum Computers)

සිතන්න ඔබ සතුව බීටු (Bits) හතරක් පමණක් අඩංගු ආචයන (Storage) උපාංගයක් ඇති බව. මෙම උපාංගය තුළ ඔබට එකිනෙකට වෙනස් ආකාරයේ දත්ත 16ක් ගබඩා කර තබාගත හැක. එනම්,

1111
1110
1101
1011
0111
1100
0110
0011
1001
1000
0100
0010
0001
0101
1010
0000

නමුත් එම ආචයන උපාංගය තුළ ඔබට එක් වරකට ගබඩා කල හැක්කේ ඉහත දත්ත 16 අතරින් එක් දත්තයක් පමණි. එම උපංගයට නව දත්තයක් ඇතුලත් කළ යුතු වන වට පෙර පැවති දත්තය මකා දමා නව දත්තය ඇතුළත් කළ යුතුව ඇත.

ඉහත සංසිද්ධිය සිදු වීමට හේතුව ඔබගේ ආචයන උපංගයේ බීටූ ලෙස ක්‍රියාකරනා භෞතික උපක්‍රමයට එක් වරකට ලබා ගත හැක්කේ එක් අවස්ථාවක් පමණි. එනම් එක් බිටුවකට එක් වරකට 1 යන අවස්ථාව හෝ 0 යන අවස්ථා දෙකෙන් එක් අවස්ථාවක් පමණක් නිරූපණය කළ හැකි බැවිණි.

සිතන්න ඔබගේ ආචයන උපාංගයේ බිටු ලෙස ක්‍රියාකරනා උපක්‍රමයට එකවර ⁣මෙම අවස්ථා දෙකම දැරීමට හැකියැයි සිතා. එනම් අදාල බිටුව එකම අවස්ථාවකදී 1 යන අවස්ථාවත් 0යන අවස්ථාවත් නිරූපණය කරයි. එවැනි අවස්ථාවකදී සිදුවන අපූර්වතම සිදුවීම නම් ඔබගේ ආචයන උපංගයට එයට දැරිය හැකි එකිතෙකට වෙනස් දත්ත 16ම එකවර ගබඩා කර ගත හැකි වීමයි. මෙවැනි ආචයන උපංගයක් පැවතියේ නම් බීටු 4ක් ඇති ආචයන උපංගයක එකවර බිටු 16ක් ගබඩා කරගත හැකි බව ඔබට වැටහෙනු ඇත. එවැනි ආචයන උපංගයන ධාරීතාව ගණනය කිරීම සඳහා පහත සරළ සමීකරණය භාවිතා කළ හැක.

Ibm Quantum Computing

උපකරණයේ මතක ධාරිතාව = 2^ ආචයන උපාංගයේ බිටු ප්‍රමාණය.

ආචයන උපංගයේ මතක ධාරීතාව මොගාබයිට් 1(1Mb) නම්, එහි අඩංගු බිටු ප්‍රමාණය =110001000*8 = 8000,000 වේ.

එවිට උපකරණයේ සැබෑ මතක ධාරිතාව =
2^8000,000ක් වේ. සැබැවින්ම මෙම අගය ගණනය කිරීමට නොහැකි තරමේ අගයකි. සරළව පැවසූවහොත් මෙවැනි වර්ගයේ ගිගාබයිට් 1ක ආචයන උපංගයක් ඔබ සතුව පවතීයි නම් Youtube වෙබ් අඩවියේ ඇති සියළුම Vidoes ඇතුලත් කර ගැනීමට ඔබගේ ආචායන උපංගයේ ඉතාම සුළු ඉඩක් පමණක් ඔබට ප්‍රමාණවත් වේ.

මෙවැනි උපංග ක්වොන්ටම් තාක්ෂණය පදනම් කරගෙන නිර්මාණය කිරීමට මේ වනවටිත් පර්යේෂණ සිදුවෙමින් පවතීයි.

1800 තරම් ඈතකදී  ඉලෙක්ට්‍රොන (electrons), ක්වාර්ක්ස් (quarks), ෆොටෝන් (photons) වැනි ක්වොන්ටම් අංශූන් (particles ) ආශ්‍රිතව සිදුකල ද්විත්ව සිදුර පරීක්ෂාව (Double slit experiment) නම් පර්යේෂණය මගින් ක්වොන්ටම් අංශුන් වල අපූර්ව හැසිරිමක් නිරීක්ෂණය විය. එනම් එම අංශූන් එකවර අවකාශයේ ස්ථාන දෙකක පැවතිය හැකි බවක් විද්‍යාඥයින් සොයාගනන්නා ලදීයී. (මෙම පරීක්ෂණය පිළිබඳ වැඩිදුර තොරතුරු අවශ්‍යනම් Google සෙව්මක් සිදුකර බලන්න.) එම සොයාගැනීම පදනම් කර ගනිමින් ක්‍රමයෙන් දියුණුවන මෙම ක්වොන්ටම් පරිගණක තාක්ෂණය මඟින් පර්යේෂණාත්මක මට්ටමේ පරිගණක මේ වන විට සකසමින් පවතීයී. මූල දුව්‍යවල පරමාණු තුළ අඩංගු ඉලෙක්ට්‍රෝන බිටු ලෙස භාවතා කිරීමට පර්යේෂකයින් උත්සහා කරන අතර එම බිටුවක් කියුබිට් (Qubit) ලෙස හදුන්වයි.

අදටත් පර්යේෂණ මට්ටමේ පවතින මෙම ක්‍රමය දියුණු වුවහොත් දැනට පවතින් සිලිකන් ට්‍රාන්ස්සිස්ටර් සහිත ක්ෂුද්‍ර සකසන (Microprocessor) මෙම තාක්ෂණයෙන් සකස් කල නව සකසන මගින් ප්‍රතිස්ථාපනය වනු ඇත. එවැනි සකසනයකකට තමා වෙත ලබා දෙන දත්ත එකින් එක සකස් කිරීමකින් තොරව එක් වරම සකස් කිරීමට හැකිවන අතර එහි වේගය දැනට පවතින ⁣වේගවත්ම සකසනයට වඩා බෙහෙවින් වීශාල වේ.

එපමණක් නොව පරිගණකයේ පරිපථවල ඇති සියළු කොටස් මෙම තාක්ෂණයෙන් නිර්මාණය කල උපංග මඟින් ප්‍රතිස්ථාපනය වනු ඇත. එසේ වුවහොත් සකසනයේ වේගය දැනට පවතිනා සකසනයේ වේගයට වඩා මිලියන/බිලියන වාරයක් වේගවත් වනු ඇත.

ප්‍රායෝගිකව මෙවැනි පරිගණක සකස් කිරීම දැනට අප භාවිතා කරනා පරිගණක සකස් කල තරම් පහසු නැත.

මෙහිදී බිටු සඳහා භාවිතා කරනා අංශු නැනෝමීටර් (Nanometer) ප්‍රමාණයට වඩා කුඩාවීම නිසා පර්යේෂණ සිදු කිරීමේ අපහසුව.

ක්වොන්ටම් අංශු බාහිර නිරීක්ෂකයෙකු නිරීක්ෂණය කල විට එය පැවති සුපිරි තත්වය (Superposition) තත්වයෙන් අත්මිදී සාමාන්‍ය අංශුවක් ලෙස හැසිරීම. එනම් 1ත් 0ත් යන අවස්ථා දෙකම එකවර දරා සිටීම අතහැර එක් අගයක් එනම් 1 හෝ 0 දරා සිටීමට නැඹුරු වීම. (මේ පිළිබඳව වැඩිදුර තොරතුරු Google මඟින් සොයා බලන්න.)

පර්යේෂණ සඳහා අධික වියදමක් වැයවීම.වැනි හේතු නිසා මෙම පර්යේෂණවල සාර්ථකත්වය ලැබීමට වඩා වැඩි කාලයක් ගතවනු ඇත.

මුලින් විස්තර කල ආකාරයේ ආචයන උපාංගද බිහිවුවහොත්  මෙම තාක්ෂණයෙන් සකස් කළ මේසයක් මත තැබිය හැකි සාමාන්‍ය පරිගනකයක් දැනට පවතින සුපිරි පරිගණකයට (Super computer) වඩා බෙහෙවින් වේගවත් වනු ඇත.

Tags

Great! You've successfully subscribed.
Great! Next, complete checkout for full access.
Welcome back! You've successfully signed in.
Success! Your account is fully activated, you now have access to all content.