නූතන විද්යාත්මක හා තාක්ෂණික ක්ෂේත්රයේ දැවැන්තම පිම්මක් ලෙස ක්වොන්ටම් තාක්ෂණය හැඳින්විය හැකිය. සාම්ප්රදායික සුපිරි පරිගණකවලට පවා විසඳීමට වසර දහස් ගණනක් ගතවන අතිශය සංකීර්ණ ගණිතමය සහ විද්යාත්මක ගැටලු තත්පර කිහිපයකින් විසඳීමේ හැකියාව මෙම නව්ය ක්ෂේත්රය සතු වේ. මෑත කාලයේදී ලොව පුරා ප්රමුඛ පෙළේ විද්යාඥයන් සහ පර්යේෂණ ආයතන මෙම තාක්ෂණය ප්රායෝගික තලයට ගෙන ඒම සඳහා දැවැන්ත අභියෝගයන්ට මුහුණ දෙමින් සිටිති.
- ක්වොන්ටම් තාක්ෂණය යනු කුමක්ද සහ එය සාම්ප්රදායික පරිගණකවලින් වෙනස් වන්නේ කෙසේද?
- SnowDrop 8Q: රුසියානු විද්යාඥයන්ගේ විප්ලවීය නිර්මාණය
- Bauman Octillion වේදිකාව සහ පර්යේෂකයන්ට ලැබෙන නව අවස්ථා
- අනාගත ලෝකය වෙනස් කරන ක්වොන්ටම් තාක්ෂණය සහ එහි ප්රායෝගික යෙදවුම්
- ගෝලීය ක්වොන්ටම් තරඟය සහ ඉදිරි අභියෝග
- නිගමනය: හෙට දිනයේ තාක්ෂණික විප්ලවය
එවැනි විප්ලවීය පියවරක් තබමින්, Bauman මොස්කව් ප්රාන්ත තාක්ෂණික විශ්ව විද්යාලයේ (Bauman Moscow State Technical University) සහ සමස්ත රුසියානු ස්වයංක්රීයකරණ පර්යේෂණ ආයතනයේ (VNIIA) ඒකාබද්ධ පර්යේෂණ පියස වන Quantum Park හි විද්යාඥයින් කණ්ඩායමක් විසින් “SnowDrop 8Q” නමැති ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත 8-qubit ක්වොන්ටම් කොප්රොසෙසරය එළිදක්වා ඇත. මෙම සොයාගැනීමත් සමඟ ක්වොන්ටම් තාක්ෂණය භාවිතයෙන් සිදුකරන සංකීර්ණ ගණනය කිරීම්වල නිරවද්යතාවය සහ කාර්යසාධනය පිළිබඳව නව බලාපොරොත්තුවක් තබා ගැනීමට විද්යා ලෝකයට හැකිව තිබේ.
ක්වොන්ටම් තාක්ෂණය යනු කුමක්ද සහ එය සාම්ප්රදායික පරිගණකවලින් වෙනස් වන්නේ කෙසේද?
අප දැනට භාවිතා කරන සාම්ප්රදායික පරිගණක දත්ත සකසනු ලබන්නේ binary bits හෙවත් 0 සහ 1 යන අංක දෙක පදනම් කරගනිමිනි. යම් අවස්ථාවකදී බිට් එකකට පැවතිය හැක්කේ 0 හෝ 1 යන අවස්ථා දෙකෙන් එකක් පමණි. නමුත් ක්වොන්ටම් තාක්ෂණය පදනම් වී ඇත්තේ ක්වොන්ටම් භෞතික විද්යාවේ (Quantum Physics) මූලධර්ම මත ක්රියාත්මක වන “කියුබිට්” (Qubits – Quantum Bits) මතය.
කියුබිට්වල ඇති විශේෂත්වය වන්නේ ක්වොන්ටම් උපරිස්ථාපනය (Superposition) නමැති සංකල්පයට අනුව එකවර 0 සහ 1 යන අවස්ථා දෙකෙහිම පැවැතීමට ඇති හැකියාවයි. එසේම, ක්වොන්ටම් පැටලීම (Quantum Entanglement) මගින් එකිනෙකට සම්බන්ධ වූ කියුබිට් එකිනෙක අතර සන්නිවේදනය කරමින් අතිවිශාල දත්ත ප්රමාණයක් එකවර සැකසීමට සමත් වේ. මෙමගින් පරිගණක ගණනය කිරීමේ වේගය සහ කාර්යක්ෂමතාව අදහාගත නොහැකි මට්ටමකට ඉහළ නැංවීමට ක්වොන්ටම් තාක්ෂණය සමත් වී ඇත.
SnowDrop 8Q: රුසියානු විද්යාඥයන්ගේ විප්ලවීය නිර්මාණය
Bauman තාක්ෂණික විශ්ව විද්යාලයේ සහ VNIIA හි විද්යාඥයින් විසින් නිර්මාණය කරන ලද SnowDrop 8Q ක්වොන්ටම් කොප්රොසෙසරය, අනාගත පරිමාණ කළ හැකි (scalable) චිප් ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පයක් (chip architecture) පරීක්ෂා කිරීම සඳහා සකස් කරන ලද්දකි. මෙම ව්යාපෘතියේ ප්රධාන නිර්මාපකයෙකු මෙන්ම Quantum Park හි ජ්යෙෂ්ඨ පර්යේෂකවරයෙකු වන නිකිටා සර්ජිවිච් ස්මිර්නොව් (Nikita Sergeevich Smirnov) සඳහන් කරන්නේ, කියුබිට් සංඛ්යාව වැඩි වන විට පද්ධතියේ නිරවද්යතාවය සහ පාලනය පවත්වා ගැනීම මෙහි ප්රධාන අරමුණ වූ බවයි.
පද්ධතියක කියුබිට් සංඛ්යාව වැඩිවන විට සිදු වන ප්රධානතම ගැටලුව වන්නේ පද්ධතියේ ශබ්දය (noise) සහ දෝෂ ප්රමාණය ඉහළ යාමයි. එමගින් ගණනය කිරීම්වල නිරවද්යතාවය පහත වැටේ. නමුත්, SnowDrop 8Q හරහා විද්යාඥයන් පෙන්වා දී ඇත්තේ කියුබිට් සංඛ්යාව වැඩි වුවද ක්වොන්ටම් තාක්ෂණය භාවිතයෙන් නිරවද්යතාවය පහත නොවැටී පවත්වා ගැනීමටත්, එය තවදුරටත් වර්ධනය කිරීමටත් හැකි බවයි.
99.55% ක අධික නිරවද්යතාවය සහ එහි වැදගත්කම
SnowDrop 8Q කොප්රොසෙසරය මගින් සිදු කරන ලද ද්වි-කියුබිට් (two-qubit) මෙහෙයුම්වල නිරවද්යතාවය 99.55% දක්වා ඉහළ නැංවීමට පර්යේෂකයන් සමත්ව ඇත. ක්වොන්ටම් පරිගණක ක්ෂේත්රයේ මෙය අතිශය ඉහළ ජයග්රහණයකි. අනාගතයේදී මෙම නිරවද්යතාවය 99.9% ඉක්මවා යාමට නියමිත අතර, එය ප්රායෝගික තලයේ ක්වොන්ටම් යෙදවුම් (practical applications) සඳහා අත්යවශ්ය සාධකයකි.
කියවීමේ නිරවද්යතාවය (readout fidelity) මෙලෙස ඉහළ යාම නිසා අනාගතයේදී දෝෂ සහිත ගණනය කිරීම් අවම කරමින් ඉතා සංකීර්ණ ක්වොන්ටම් ඇල්ගොරිතම ක්රියාත්මක කිරීමට මග පෑදෙනු ඇත.
Bauman Octillion වේදිකාව සහ පර්යේෂකයන්ට ලැබෙන නව අවස්ථා
මෙම නව සොයාගැනීම හුදෙක් රසායනාගාරයකට පමණක් සීමා නොවී, ලොව පුරා සිටින විද්යාඥයන්ට සහ පර්යේෂකයන්ට විවෘත කිරීමට පර්යේෂණ කණ්ඩායම පියවර ගෙන ඇත. 2026 අගෝස්තු 20 වන දින දක්වා විවෘතව පවතින “Bauman Octillion” වේදිකාව හරහා නවීන ක්වොන්ටම් තාක්ෂණය දුරස්ථව පරීක්ෂා කිරීමට (remote testing) ඕනෑම පර්යේෂකයෙකුට අවස්ථාව සලසා දී ඇත.
මෙමගින් පර්යේෂකයන්ට තමන්ගේම ඇල්ගොරිතම සහ ආකෘති සැබෑ ක්වොන්ටම් පද්ධතියක් මත පරීක්ෂා කර බැලීමට හැකි වන අතර, ක්වොන්ටම් මෘදුකාංග සංවර්ධනයටද මෙය විශාල පිටුවහලක් වනු ඇත.
අනාගත ලෝකය වෙනස් කරන ක්වොන්ටම් තාක්ෂණය සහ එහි ප්රායෝගික යෙදවුම්
නිකිටා ස්මිර්නොව් පෙන්වා දෙන පරිදි, මෙම කොප්රොසෙසරය සහ ඉදිරියේදී දියුණු වන ක්වොන්ටම් තාක්ෂණය මගින් ක්ෂේත්ර ගණනාවක දැවැන්ත වෙනස්කම් සිදු කිරීමට නියමිතය.
ඖෂධ නිෂ්පාදනය සහ ක්වොන්ටම් රසායන විද්යාව
වත්මන් ඖෂධ නිෂ්පාදන ක්රියාවලියේදී අණුක ව්යුහයන් සහ රසායනික ප්රතික්රියා ආකෘති නිර්මාණය කිරීම සාම්ප්රදායික පරිගණකවලට අතිශය අපහසු කාර්යයකි. ක්වොන්ටම් තාක්ෂණය මගින් අණු සහ පරමාණු අතර පවතින ක්වොන්ටම් බලපෑම් නිවැරදිව ආකෘතිගත කළ හැකිය (molecular modeling). මේ හරහා:
- පිළිකා සහ ඇල්සයිමර් වැනි සංකීර්ණ රෝග සඳහා නව ඖෂධ නිපදවීම වසර ගණනාවකින් වේගවත් කළ හැක.
- පාරිසරික හිතකාමී සහ කාර්යක්ෂම පොහොර නිෂ්පාදනය සඳහා රසායනික ක්රියාවලි සෙවීම.
- ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත නව ද්රව්ය (materials science) නිර්මාණය කිරීම.
කෘතිම බුද්ධිය (AI) සහ මූල්ය ක්ෂේත්රයේ නව පුනරුදයක්
දත්ත ප්රමාණය ඝාතීය ලෙස (exponentially) වර්ධනය වන විට, ක්වොන්ටම් තාක්ෂණය භාවිතයෙන් කෘතිම බුද්ධිය සහ යන්ත්ර ඉගෙනීම (Machine Learning) වඩාත් බලවත් කළ හැක.
- මූල්ය විශ්ලේෂණය: කොටස් වෙළෙඳපොළ ආකෘති නිර්මාණය, අවදානම් කළමනාකරණය සහ ආයෝජන කළඹ ප්රශස්තකරණය (portfolio optimization) සඳහා ක්වොන්ටම් ඇල්ගොරිතම යොදාගත හැක.
- සංකීර්ණ ප්රශස්තකරණය (Optimization): ගෝලීය සැපයුම් දාම (supply chains) කළමනාකරණය සහ ප්රවාහන මාර්ග වඩාත් කාර්යක්ෂම ලෙස සංවිධානය කිරීමට සැබෑ කාලීන (real-time) විසඳුම් ලබා දිය හැක.
විද්යාත්මක පර්යේෂණ සඳහා කෘතිම බුද්ධිය භාවිතයේ විප්ලවීය වෙනස සහ අනාගතය
ගෝලීය ක්වොන්ටම් තරඟය සහ ඉදිරි අභියෝග
අද වන විට Nature සඟරාව සහ NASA ආයතනය මගින් සිදුකරන ලද අධ්යයනයන්හි පෙන්වා දී ඇත්තේ ක්වොන්ටම් ආධිපත්යය (Quantum Supremacy) ලබා ගැනීම සඳහා ලොව පුරා රටවල් සහ දැවැන්ත තාක්ෂණික සමාගම් (IBM, Google, Microsoft) අතර දැඩි තරඟයක් පවතින බවයි. මෙම තරඟකාරී වටපිටාව තුළ ක්වොන්ටම් තාක්ෂණය දියුණු කිරීමේදී මුහුණ දීමට සිදුවන ප්රධාන අභියෝග කිහිපයකි:
- ක්වොන්ටම් දෝෂ නිවැරදි කිරීම (Quantum Error Correction): කියුබිට් පරිසරයේ ඇති වන කුඩා උෂ්ණත්ව හෝ විද්යුත් චුම්බක වෙනස්වීම් නිසා සිදුවන දෝෂ නිරාකරණය කිරීම.
- පරිමාණකරණය (Scalability): කියුබිට් දහස් ගණනක් දක්වා පද්ධතිය විශාල කිරීමේදී පාලනය පවත්වා ගැනීම.
- ශීතකරණ පද්ධති (Cryogenics): සුපිරි සන්නායක කියුබිට් ක්රියාත්මක කිරීම සඳහා absolute zero (-273.15°C) ආසන්න උෂ්ණත්වයන් පවත්වා ගැනීම.
SnowDrop 8Q මගින් පෙන්වා දී ඇති පරිමාණ කළ හැකි චිප් මෙම අභියෝග ජය ගැනීම සඳහා තබන ලද වැදගත් පියවරක් ලෙස විද්යාඥයන් සලකති.
නිගමනය: හෙට දිනයේ තාක්ෂණික විප්ලවය
රුසියානු විද්යාඥයන් විසින් එළිදක්වන ලද SnowDrop 8Q ක්වොන්ටම් කොප්රොසෙසරය, නූතන පරිගණක විද්යාවේ නව මානයක් සලකුණු කරයි. නිරවද්යතාවය 99.55% දක්වා ඉහළ නංවමින්, කියුබිට් ප්රමාණය වැඩිවන විට පද්ධතියේ කාර්යසාධනය පවත්වා ගැනීමට ඇති හැකියාව තහවුරු කිරීම මගින් ක්වොන්ටම් තාක්ෂණය ප්රායෝගික ලෝකයට වඩාත් ලඟා කර දී ඇත.
ඉදිරි දශකය තුළ, ක්වොන්ටම් රසායන විද්යාව, ඖෂධ සොයාගැනීම්, මූල්ය ආකෘතිකරණය සහ කෘතිම බුද්ධිය යන ක්ෂේත්රයන් හි සිදුවන විප්ලවීය වෙනස්කම් සඳහා ක්වොන්ටම් තාක්ෂණය සෘජුවම නායකත්වය දෙනු ඇත. Bauman Octillion වැනි විවෘත පර්යේෂණ වේදිකා හරහා ලෝකය පුරා විසිරී සිටින විද්යාඥයන් එකතු වීමෙන්, අප මෙතෙක් සිහින මැවූ අනාගත තාක්ෂණික විප්ලවය යථාර්ථයක් බවට පත්වෙමින් තිබේ.
මූලාශ්ර – විද්යාත්මක පර්යේෂණ සඳහා කෘතිම බුද්ධිය භාවිතයේ විප්ලවීය වෙනස සහ අනාගතය
- Scientific Russia / Bauman University News Source: https://dzen.ru/a/anxZdSXooFBMHqNS
- Nature Journal – Quantum Physics & Technology: https://www.nature.com/subjects/quantum-information
- NASA Quantum Artificial Intelligence Laboratory (QuAIL): https://www.nasa.gov/intelligent-systems-division/quantum-artificial-intelligence-laboratory-quail/
