সম্প্রতি, যখন গবেষকরা Google এর কোয়ান্টাম প্রসেসরে ত্রুটি সংশোধন পরীক্ষা করেছেন, তখন তারা একটি অদ্ভুত ঘটনা লক্ষ্য করেছেন যেখানে সমস্ত ত্রুটি সংশোধন স্কিম ঘটনাক্রমে ব্যর্থ হবে। তারা এটিকে পটভূমির বিকিরণ, মহাজাগতিক রশ্মির সংমিশ্রণ এবং প্রাকৃতিকভাবে ঘটতে থাকা তেজস্ক্রিয় আইসোটোপের দুর্ঘটনাজনিত বিদারণে পরিণত করেছিল।
সেই সময়ে, এটি কিছুটা মজার বলে মনে হয়েছিল – গুগল দুর্ঘটনাক্রমে একটি খুব ব্যয়বহুল স্পেস বিম ডিটেক্টরের জন্য অর্থ প্রদান করেছিল। যাইহোক, প্রসেসরের পিছনের লোকেরা সমস্যাটিকে খুব গুরুত্ব সহকারে নিয়েছিল এবং একটি নতুন নথি নিয়ে ফিরে এসেছিল যা সম্পূর্ণরূপে ব্যাখ্যা করে যে কীভাবে বিকিরণ কিউবিটকে প্রভাবিত করে। এবং তারা উপসংহারে পৌঁছেছেন যে মহাজাগতিক রশ্মির কারণে সৃষ্ট সমস্যাগুলি প্রায়শই ঘটে যে ভুলভাবে সংশোধন করা কোয়ান্টাম গণনাগুলি কাজ করবে না যদি না তারা রশ্মির প্রভাবকে সীমিত করার উপায় খুঁজে পায়।
এটা রশ্মির জন্য লজ্জাজনক
মহাজাগতিক রশ্মি এবং তেজস্ক্রিয়তা ক্লাসিক্যাল কম্পিউটিং ডিভাইসগুলির জন্যও সমস্যা তৈরি করে। এর কারণ হল ধ্রুপদী কম্পিউটারগুলি লোডের চলাচল এবং সঞ্চয়স্থানের উপর নির্ভর করে এবং মহাজাগতিক রশ্মিগুলি যখন কোনও উপাদানকে প্রভাবিত করে তখন লোড হতে পারে। অন্যদিকে, Qubits একটি বস্তুর কোয়ান্টাম অবস্থার আকারে তথ্য সঞ্চয় করে – একটি সুপারকন্ডাক্টিং ওয়্যার লুপ যা একটি Google প্রসেসরে একটি অনুরণনের সাথে সংযুক্ত থাকে। মহাজাগতিক রশ্মিও তাদের প্রভাবিত করে, কিন্তু প্রক্রিয়া সম্পূর্ণ ভিন্ন।
মহাজাগতিক রশ্মির প্রভাব ফোনন নামে একটি আকারে কম্পন শক্তি তৈরি করে। এই ফোননগুলি একত্রিত হয়ে কোয়াসিপার্টিকল তৈরি করতে পারে, যেখানে ছোট ফোনন সংগ্রহগুলি একত্রিত হয় এবং বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য সহ একক কণা হিসাবে কাজ করতে শুরু করে। এই আধা-কণাগুলি উত্তেজক কারণ তারা কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ডিভাইসের সাথে শক্তি বিনিময় করতে পারে। এতে কুপারের ডাবল ইলেকট্রন (অন্য ধরনের কোয়াসিপার্টিকেল) অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে যা সুপারকন্ডাক্টিভিটির ভিত্তি তৈরি করে। অথবা qubit নিজেই পরিস্থিতি পরিবর্তন করে এবং কোন বিভ্রান্তি ভেঙ্গে দেয়।
যদি এই ফোননগুলি শুধুমাত্র একটি কিউবিটকে প্রভাবিত করে তবে পরিস্থিতি কোনও সমস্যা হবে না – আসলে, এটি একটি কোয়ান্টাম ত্রুটির সংশোধনের সাথে মানিয়ে নেওয়ার জন্য ডিজাইন করা কিছু হবে। কোয়ান্টাম ত্রুটি সংশোধনের মধ্যে প্রচুর সংখ্যক জটযুক্ত কিউবিটের মধ্যে কোয়ান্টাম তথ্য বিতরণ জড়িত, যা ডিভাইসটিকে কিউবিটগুলির মধ্যে একটি সঠিকভাবে কাজ করছে কিনা তা নির্ধারণ করতে দেয়।
সমস্যা হল আধা-কণাগুলি স্থানীয়করণ করা হবে না; পরিবর্তে, তাদের উৎপত্তিস্থলের চারপাশে ছড়িয়ে পড়া উচিত এবং অনেক কিউবিটকে প্রভাবিত করা উচিত। এবং এটি সংশোধন করা থেকে ভুল প্রতিরোধ করার জন্য যথেষ্ট হওয়া উচিত। তাই আগের প্রবন্ধে, কিছু একই ব্যক্তি যারা ত্রুটি সংশোধন করেছিলেন তারা কিছু পদার্থবিদদের সাথে একত্রিত হয়েছিলেন এবং কোয়ান্টাম প্রসেসিং যন্ত্রে এটি আসলেই ঘটেছিল কিনা তা দেখার সিদ্ধান্ত নিয়েছিলেন।
চিপস উপর
কী ঘটেছে তা দেখার জন্য, Google টিম তাদের প্রসেসরে ন্যূনতম সংখ্যক ত্রুটি সহ 26 টি কিউবিট নির্বাচন করেছে এবং সেগুলিকে একটি কোয়ান্টাম অবস্থায় রেখেছে। গবেষকরা তখন অল্প সময়ের জন্য প্রসেসরটিকে নিষ্ক্রিয় করতে এবং কিউবিটগুলি এখনও এই অবস্থায় ছিল কিনা তা দেখতে সক্ষম হয়েছিল।
মহাজাগতিক রশ্মির আঘাত শনাক্ত করা খুব সহজ ছিল। প্রসেসরটিকে 100 মাইক্রোসেকেন্ডের জন্য নিষ্ক্রিয় করার অনুমতি দেওয়ার পরে, সাধারণ পটভূমি ত্রুটির হার 26 কিউবিটের মধ্যে চারটির কাছাকাছি ছিল। যখন মহাজাগতিক রশ্মি দুর্ঘটনাক্রমে আঘাত করা হয়েছিল, প্রায় 24 হাত ত্রুটির মধ্যে পড়েছিল, যদিও প্রতিটি হাত তার প্রতিবেশীদের থেকে প্রায় এক মিলিমিটার দূরে ছিল।
এটি আধা-কণার কারণে হয়েছে তা নিশ্চিত করার জন্য, গবেষকরা রাষ্ট্রের উপর নির্ভরতা চেয়েছিলেন। আধা-কণাগুলি দ্রুত শক্তি হারাবে বলে আশা করা হচ্ছে এবং তাই একটি ঘনককে তার মৌলিক অবস্থান থেকে উত্তেজিত অবস্থায় নিয়ে যাওয়ার জন্য যথেষ্ট স্থানান্তর করতে সক্ষম হবে না। যাইহোক, তারা কিউবিট থেকে শক্তি শোষণ করে, যা কিউবিটগুলিকে, যা এখনও উত্তেজিত অবস্থায় রয়েছে, মাটিতে পড়ে যেতে দেয়। সুতরাং, যদি আধা-কণাগুলি এই মিথস্ক্রিয়াগুলির মধ্যস্থতা করে, যখন সমস্ত কিউবিট একটি উত্তেজিত অবস্থায় শুরু হয়, আপনি যখন তারা সমস্ত স্থল অবস্থায় শুরু হয় তার চেয়ে বেশি ত্রুটি আশা করেন। ঠিক এটাই দেখেছে গবেষণা দল।
যেহেতু কোয়ান্টাম প্রসেসর খুব দ্রুত কিউবিটগুলির অবস্থান নির্বাচন করতে পারে, দলটি এমনকি প্রসেসরে ত্রুটির বিস্তার নিরীক্ষণ করতে পারে। প্রাথমিকভাবে, ত্রুটিগুলি মূলত মহাজাগতিক রশ্মির নিকটতম হাতের মধ্যে সীমাবদ্ধ। যাইহোক, যদিও এখানে ত্রুটির হার কমতে শুরু করে, কিউবিটগুলি, যেগুলি প্রভাবের বিন্দু থেকে অনেক দূরে, তারা চিপের সাথে ফোননগুলি প্রচারের সাথে সাথে ত্রুটির হার বৃদ্ধি দেখতে শুরু করে। কাজটি ব্যাকগ্রাউন্ডে যাওয়ার আগে, ডিভাইসের প্রতিটি ঘনক্ষেত্র সাধারণত গড় ত্রুটির হার বৃদ্ধি পায়।
