সিলিকন-ভিত্তিক কিউবগুলি একটি বড় লাফ এগিয়ে

গত কয়েক বছরে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং-এর মূল প্রশ্নটি হল, “আমরা কি এটিকে কাজ করতে পারি?” প্রশ্ন থেকে পরিবর্তিত। “আমরা এটা স্কেল করতে পারি?” একটি ছোট কোয়ান্টাম কম্পিউটারে অ্যালগরিদমের ব্যবহার এখন আর খবর নয় – আমরা এটি বিভিন্ন প্রযুক্তির সাথে করেছি। এখন বড় প্রশ্ন হল: আমরা কখন একটি কোয়ান্টাম যন্ত্রপাতিতে একটি দরকারী সমস্যা চালাতে পারি যা একটি প্রচলিত কম্পিউটারের থেকে স্পষ্টভাবে উচ্চতর?

এর জন্য আমাদের এখনও আরও হাত দরকার। জটিল সমস্যাগুলির উপর ধারাবাহিকভাবে ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারগুলিকে ছাড়িয়ে যাওয়ার জন্য আমাদের ত্রুটিগুলি সংশোধন করার জন্য যথেষ্ট qubit প্রয়োজন৷ এর অর্থ হাজার হাজার হাত। এইভাবে, যদিও বর্তমানে কিউবিটের সংখ্যার (সুপারকন্ডাক্টিং কিউবিট যাকে ট্রান্সম বলা হয়) একটি স্পষ্ট প্রযুক্তি লিডার রয়েছে, তবুও কিছু অন্যান্য প্রযুক্তি আরও ভাল মাপের সম্ভাবনা রয়েছে।

এটিই সম্ভবত আজকে প্রকাশ করার জন্য কিছু ফলাফলকে আকর্ষণীয় করে তোলে। যদিও তিনটি ঘোষিত ফলাফলের মধ্যে পার্থক্য রয়েছে, তবে তাদের সকলের মধ্যে একটি জিনিস মিল রয়েছে: সিলিকন দিয়ে তৈরি উচ্চ-মানের কিউবিট। সর্বোপরি, স্কেল কীভাবে পরিমাপ করা যায় সে সম্পর্কে যদি আমরা একটি জিনিস জানি, তা হল সিলিকন-ভিত্তিক প্রযুক্তি।

মানের বিষয়

সিলিকন কিউব তৈরির ধারণার একটি দীর্ঘ ইতিহাস রয়েছে এবং আমরা অতীতে প্রযুক্তির সাথে অগ্রগতি করেছি। কারণ সিলিকন কিউবগুলি সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের জন্য বিকশিত কৌশলগুলি ব্যবহার করে তৈরি করা তুলনামূলকভাবে সহজ। উদাহরণস্বরূপ, “ডোপিং” নামক ইচ্ছাকৃত দূষণ, যা সিলিকনের বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তন করতে ব্যবহৃত হয়, এটি এমন পরমাণু স্থাপন করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে যা কিউবিট হিসাবে কাজ করতে পারে। একইভাবে, সিলিকনে তারগুলি স্থাপন করার আমাদের ক্ষমতা এমন কাঠামো তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে যা কোয়ান্টাম বিন্দু তৈরি করে যা একটি পৃথক ইলেক্ট্রন দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হতে পারে।

সর্বোত্তম অংশ হল যে এই পদ্ধতিগুলি বাস্তবায়নের জন্য খুব কম জায়গার প্রয়োজন হয়, যার মানে হল যে আমরা একটি একক সিলিকন চিপে সম্ভাব্যভাবে অনেক কিউবিট সংকুচিত করতে পারি। এটি ট্রান্সমন এবং কম্প্রেসড আয়নগুলির মতো বিকল্প প্রযুক্তিগুলির সম্পূর্ণ বিপরীতে, উভয়ই যথেষ্ট বড় যে তাদের সাথে কাজ করা সংস্থাগুলি ইতিমধ্যেই বেশ কয়েকটি চিপগুলির মধ্যে প্রসেসরের বিস্তার সম্পর্কে কথা বলছে (বা এমনকি বাস্তবায়ন করছে)।

এখন পর্যন্ত, সমস্যা হল যে সিলিকন-ভিত্তিক কিউবগুলি ত্রুটির জন্য বেশি প্রবণ। অবশেষে, আমরা পৃথক কিউবিটগুলির এই গ্রুপগুলিকে একমাত্র লজিক্যাল কিউবিট হিসাবে ব্যবহার করতে চাই যা ত্রুটি সংশোধন করে। যাইহোক, ত্রুটিগুলি সংশোধন করার চেয়ে তাড়াতাড়ি ঘটলে, এটি সম্ভব হবে না। এখন পর্যন্ত, সিলিকন-ভিত্তিক কিউবগুলি এই ত্রুটি পরিসরের ভুল দিকে রয়েছে।

উচ্চ মানের বিন্দু

দুটি নিবন্ধ কোয়ান্টাম বিন্দুর উপর ভিত্তি করে qubits এর কর্মক্ষমতা উন্নত করতে একই পদ্ধতি ব্যবহার করে। একটি ডেলফ্ট ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজির গবেষকদের একটি গ্রুপের, এবং অন্যটি মূলত জাপানি কোম্পানি RIKEN-এর, ডেলফ্টের কিছু কর্মচারী। উভয় দলই তারের সাথে সিলিকন ব্যবহার করে একটি কোয়ান্টাম ডট তৈরি করতে যা একটি একক ইলেক্ট্রন ধারণ করে। ক্যাপচার করা ইলেক্ট্রনের স্পিনটি কিউবিটের ভিত্তি হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল। এবং উভয় গোষ্ঠী একই ধরনের পদ্ধতি প্রদর্শন করেছে, যারা ভুল করার প্রবণ ছিল তাদের সনাক্ত করার জন্য বিস্তৃত পরিস্থিতিতে তাদের দরজা পরীক্ষা করে এবং তারপর এই ভুলগুলি এড়াতে qubit ব্যবহার করে।

ডেলফ্টের কাজে, কোয়ান্টাম ডটগুলিকে হেরফের করে দুটি কিউবিটের মিশ্রণ করা হয়েছিল যাতে ক্যাপচার করা ইলেক্ট্রনের তরঙ্গ ফাংশনগুলি ওভারল্যাপ করা হয়। ডিভাইসের ব্যবহার অপ্টিমাইজ করার পরে, গবেষকরা দেখেছেন যে একক-কিউব এবং ডবল-কিউব দরজা অপারেশন উভয়েরই 99.5 শতাংশের বেশি নির্ভরযোগ্যতা রয়েছে। এটি কোয়ান্টাম ত্রুটি সংশোধনের সবচেয়ে সাধারণ ফর্ম বাস্তবায়নের জন্য প্রয়োজনের চেয়ে বেশি।

কিউবিটগুলি সত্যিই দরকারী তা দেখানোর জন্য, গবেষকরা আণবিক হাইড্রোজেনের মৌলিক শক্তি গণনা করতে দুটি কিউবিট কাঠামো ব্যবহার করেন। এই গণনা ক্লাসিক্যাল যন্ত্রপাতিতে তুলনামূলকভাবে সহজ, তাই ফলাফল পরীক্ষা করা যেতে পারে।

RIKEN টিম অনুরূপ কিছু করেছে এবং সাধারণত দেখেছে যে অপারেশনের গতি বাড়ানো ত্রুটির হারের উপর একটি বড় প্রভাব ফেলে। আবার, এই সমস্যাটি পরিচালনা করা 99.5 শতাংশ বিশ্বস্ততার সাথে দরজা তৈরি করেছে, ত্রুটিগুলি সংশোধন করার জন্য প্রয়োজনীয় থ্রেশহোল্ডের উপরে। দরজাগুলি কাজ করে তা দেখানোর জন্য, দলটি বেশ কয়েকটি কোয়ান্টাম কম্পিউটেশনাল অ্যালগরিদম প্রয়োগ করেছে এবং দেখিয়েছে যে তারা 97 শতাংশ ক্ষেত্রের সাফল্যের হারের সাথে সম্পন্ন হয়েছে।