বিজ্ঞানের খবর: কোয়ান্টাম জগতের এক সম্পূর্ণ নতুন অধ্যায়— কোয়ান্টাম পরিগণনার জগৎ

~ কলমে সুদেষ্ণা ঘোষ ~

(ইন্টার্ন হিসেবে এলেবেলের সাথে যুক্ত)

১৯০০ দশকের গোড়ার দিকে পরমাণুর উপাদান কণিকাগুলির অবস্থান এবং ভরবেগের সম্ভাব্য মান  ব্যাখ্যা করার জন্য পদার্থবিদ্যার একটি শাখা হিসেবে কোয়ান্টাম বলবিদ্যা আত্মপ্রকাশ করে এবং বিজ্ঞানের অগ্রতির সাথে সাথে তা বিভিন্ন ক্ষেত্রে বিস্তার লাভ করেছে।

১৯৭০ এর দশকে তথ্য তত্ত্বের (information theory) সঙ্গে কোয়ান্টাম বলবিদ্যাকে একত্রিত করার ধারণাটি এসেছিল কিন্তু তখন এই বিষয়ে তেমন কোনো গবেষণা হয়নি।

গণিতবিদ Peter Shor ১৯৯৪-এ একটি কোয়ান্টাম সমাধান পদ্ধতি (algorithm) তৈরি করেন যার ফলে কোয়ান্টাম পরিগণনা (computing) সম্বন্ধে গবেষণা শুরু হয়।

তাহলে স্বাভাবিক ভাবেই আমাদের মনে প্রশ্ন আসে কোয়ান্টাম পরিগণনা কী!

কোয়ান্টাম তত্ত্বের ওপর ভিত্তি করে গণকযন্ত্রের প্রযুক্তি বিকাশের উপর গঠিত যন্ত্রগণনার (computing) একটি ক্ষেত্র হল কোয়ান্টাম পরিগণনা। এটি পারমাণবিক এবং উপ-পারমাণবিক (sub-atomic) স্তরে শক্তি এবং বিভিন্ন উপাদান কণিকাগুলির আচরণ ব্যাখ্যা করে। বর্তমানে ব্যবহৃত সাধারণ যন্ত্রগণকগুলি বাইনারি সিস্টেম অর্থাৎ ১ বা ০ বিট (bit) ব্যবহার করে তথ্যগুলিকে সঙ্কেতাক্ষরে লিখে রাখতে পারে, কিন্তু কোয়ান্টাম পরিগণনার মৌলিক একক হল qubit বা কোয়ান্টাম বিট। এই qubit এর সাহায্যে পরমাণুর বা প্রাথমিক কণার একটি অবস্থা প্রকাশ করা যায়। এটির সাহায্যে একসাথে একাধিক মান সংরক্ষণ করা যায়। কোয়ান্টাম যন্ত্রগণকগুলি প্রচলিত যন্ত্রগণকের তুলনায় দ্রুত গতিতে কাজ করতে সক্ষম।

সম্প্রতি পদার্থবিদরা একটি বিশেষ ধরনের কোয়ান্টাম পরিগণক (computer) তৈরি করেছেন যেটি  একটি পরিগণনাযোগ্য (programmable) কোয়ান্টাম অনুকরণ প্রক্রিয়া (simulator) হিসেবে পরিচিত যা ২৫৬ কোয়ান্টাম বিট বা qubits দিয়ে কাজ করতে সক্ষম।

২৫৬ কোয়ান্টাম বিট বা qubits দিয়ে তৈরি কোয়ান্টাম অবস্থার সংখ্যা আমাদের সৌরজগতের পরমাণুর সংখ্যাকে ছাড়িয়ে যাবে বলে বিজ্ঞানীরা মনে করছেন। তাহলেই ভাবুন এই বিশাল কোয়ান্টাম প্রক্রিয়ার সাহায্যে যোগাযোগ প্রযুক্তি (comunication techonology) এবং বিজ্ঞানের আরও বিভিন্ন ক্ষেত্রে গবেষণার যে বাধাগুলি আছে, যেগুলি আজকের দ্রুততম সুপার কম্পিউটার এর সাহায্যেও অতিক্রম করা সম্ভব হয়নি, সেগুলি অতি সহজেই অতিক্রম করা যাবে।

তথ্যসূত্র: Quantum phases of matter on a 256-atom programmable quantum simulator. Nature, 2021; 595 (7866): 227 DOI: 10.1038/s41586-021-03582-4

Photo – Ragsxl, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

—————————————

সুদেষ্ণা বর্তমানে ডায়মন্ড হারবার মহিলা বিশ্ববিদ্যালয়ে পদার্থবিদ্যা বিভাগের একজন পি এইচ ডি র ছাত্রী।