IHEP মৌলিক বিজ্ঞান - পদার্থবিজ্ঞান বিশ্বকে দ্রুত-ট্র্যাক করার জন্য কোয়ান্টাম সুযোগ খোঁজে

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/ihep-seeks-quantum-opportunities-to-fast-track-fundamental-science-physics-world-5.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/ihep-seeks-quantum-opportunities-to-fast-track-fundamental-science-physics-world-5.jpg" data-caption="জমে অনুকরণ IHEP হাই-পারফরম্যান্স কম্পিউটিং ক্লাস্টার হল QuIHEP কোয়ান্টাম সিমুলেটর প্ল্যাটফর্মকে সমর্থন করে এমন কয়েকটি কম্পিউটিং সংস্থানগুলির মধ্যে একটি। (সৌজন্যে: IHEP)”>

উচ্চ শক্তি পদার্থবিদ্যা ইনস্টিটিউট (IHEP), চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেসের অংশ, চীনের বৃহত্তম মৌলিক বিজ্ঞান গবেষণাগার। এটি প্রাথমিক কণা পদার্থবিদ্যা, জ্যোতির্পদার্থবিদ্যার পাশাপাশি 2018 সালে চালু হওয়া চায়না স্প্যালেশন নিউট্রন সোর্স এবং উচ্চ শক্তির ফোটন উত্স সহ বৃহৎ-স্কেল এক্সিলারেটর প্রকল্পগুলির পরিকল্পনা, নকশা এবং নির্মাণ বিস্তৃত একটি বহু-বিষয়ক গবেষণা প্রোগ্রাম হোস্ট করে। 2025 সালে অনলাইন।

IHEP এর পরীক্ষামূলক অবকাঠামোতে বিনিয়োগ গত 20 বছরে নাটকীয়ভাবে বেড়েছে, কোয়ান্টাম মেশিন-লার্নিং এবং কোয়ান্টাম-কম্পিউটিং প্রযুক্তির বিকাশ এবং প্রয়োগ এখন IHEP গবেষণা প্রোগ্রামের মধ্যে একইভাবে সুদূরপ্রসারী ফলাফলের জন্য প্রস্তুত।   

বড় বিজ্ঞান, কোয়ান্টাম সমাধান

উচ্চ-শক্তি পদার্থবিদ্যা যেখানে "বড় বিজ্ঞান" "বিগ ডেটা" পূরণ করে। নতুন কণা আবিষ্কার করা এবং প্রকৃতির মৌলিক আইন অনুসন্ধান করা এমন প্রচেষ্টা যা অবিশ্বাস্য পরিমাণে ডেটা তৈরি করে। CERN-এর লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডার (LHC) পেটাবাইট উৎপন্ন করে (10)¹⁵ বাইট) এর পরীক্ষামূলক চালানোর সময় ডেটা - যার সবগুলি অবশ্যই গ্রিড কম্পিউটিংয়ের সাহায্যে প্রক্রিয়াজাত ও বিশ্লেষণ করা উচিত, একটি বিতরণ করা অবকাঠামো যা বিশ্বব্যাপী কম্পিউটিং সংস্থানগুলিকে নেটওয়ার্ক করে।

এইভাবে, বিশ্বব্যাপী LHC কম্পিউটিং গ্রিড হাজার হাজার পদার্থবিদদের একটি সম্প্রদায়কে LHC ডেটার কাছাকাছি-রিয়েল-টাইম অ্যাক্সেস দেয়। সেই পরিশীলিত কম্পিউটিং গ্রিডটি 2012 সালে CERN-এ হিগস বোসনের যুগান্তকারী আবিষ্কারের পাশাপাশি কণা পদার্থবিদ্যার স্ট্যান্ডার্ড মডেলের আরও তদন্ত করার জন্য অগণিত অন্যান্য অগ্রগতির জন্য মৌলিক ছিল।

উচ্চ-শক্তি পদার্থবিদ্যায় বড় ডেটার স্টোরেজ, বিশ্লেষণ এবং মাইনিংয়ের ক্ষেত্রে আরেকটি ইনফ্লেকশন পয়েন্ট দেখা যাচ্ছে। হাই-লুমিনোসিটি লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডার (HL-LHC), যা 2029 সালে অপারেশনে প্রবেশ করবে বলে প্রত্যাশিত, মেশিনের সমন্বিত আলোকসজ্জা হিসাবে একটি "কম্পিউটিং ক্রাঞ্চ" তৈরি করবে, একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে কণা সংঘর্ষের সংখ্যার সমানুপাতিক। , LHC এর ডিজাইন মানের তুলনায় 10 এর একটি ফ্যাক্টর দ্বারা বৃদ্ধি পাবে – যেমন HL-LHC পরীক্ষা দ্বারা উত্পন্ন ডেটা স্ট্রিমগুলি হবে৷

CERN QTI: কোয়ান্টাম উদ্ভাবনকে ত্বরান্বিত করতে বড় বিজ্ঞানের ব্যবহার

নিকটবর্তী সময়ে, HL-LHC-এর ক্রমবর্ধমান ডেটা চাহিদাগুলি মোকাবেলা করার জন্য একটি নতুন চেহারার "কম্পিউটিং বেসলাইন" প্রয়োজন হবে - একটি বেসলাইন যা ব্যাপকভাবে সমান্তরাল সিমুলেশন, ডেটা রেকর্ডিং এবং পুনঃপ্রক্রিয়াকরণের জন্য গ্রাফিক্স প্রসেসিং ইউনিটগুলির অ্যাট-স্কেল শোষণের প্রয়োজন হবে। , সেইসাথে মেশিন লার্নিং এর ক্লাসিক্যাল অ্যাপ্লিকেশন। CERN, তার অংশের জন্য, একটি মাঝারি- এবং দীর্ঘমেয়াদী রোডম্যাপও স্থাপন করেছে যা CERN কোয়ান্টাম টেকনোলজি ইনিশিয়েটিভ (QTI)-এর মাধ্যমে উচ্চ-শক্তি পদার্থবিদ্যা এবং কোয়ান্টাম প্রযুক্তি সম্প্রদায়কে একত্রিত করে – এই স্বীকৃতি যে কম্পিউটিং কর্মক্ষমতার ক্ষেত্রে আরেকটি লাফ দেখা যাচ্ছে। কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এবং কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কিং প্রযুক্তির প্রয়োগের সাথে।

কোয়ান্টাম বেসিকগুলিতে ফিরে যান

কোয়ান্টাম কম্পিউটার, নাম থেকে বোঝা যায়, কোয়ান্টাম মেকানিক্সের মৌলিক নীতিগুলিকে কাজে লাগায়। ধ্রুপদী কম্পিউটারের মতো, যেগুলি বাইনারি বিটগুলির উপর নির্ভর করে যা 0 বা 1 এর মান নেয়, কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি কোয়ান্টাম বাইনারি বিটগুলিকে কাজে লাগায়, কিন্তু 0 এবং 1 অবস্থার একটি সুপারপজিশন হিসাবে। এই সুপারপজিশন, কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্ট (কোয়ান্টাম বিটগুলির মধ্যে পারস্পরিক সম্পর্ক) এর সাথে মিলিত, নীতিগতভাবে কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলিকে ক্লাসিক্যাল মেশিনের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে দ্রুত কিছু ধরণের গণনা করতে সক্ষম করে – উদাহরণস্বরূপ, কোয়ান্টাম রসায়ন এবং আণবিক প্রতিক্রিয়া গতিবিদ্যার বিভিন্ন ক্ষেত্রে প্রয়োগ করা কোয়ান্টাম সিমুলেশন।

যদিও বিজ্ঞান এবং বৃহত্তর অর্থনীতির সুযোগগুলি বাধ্যতামূলক বলে মনে হচ্ছে, প্রাথমিক পর্যায়ের কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলির সাথে যুক্ত একটি বড় ইঞ্জিনিয়ারিং মাথাব্যথা হল পরিবেশগত শব্দের প্রতি তাদের দুর্বলতা। কিউবিটগুলি খুব সহজেই বিরক্ত হয়, উদাহরণস্বরূপ, পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্র বা মোবাইল ফোন এবং ওয়াইফাই নেটওয়ার্ক থেকে বিপথগামী ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের সাথে তাদের মিথস্ক্রিয়া দ্বারা। মহাজাগতিক রশ্মির সাথে মিথস্ক্রিয়াও সমস্যাযুক্ত হতে পারে, যেমন প্রতিবেশী কিউবিটগুলির মধ্যে হস্তক্ষেপ করতে পারে।

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/ihep-seeks-quantum-opportunities-to-fast-track-fundamental-science-physics-world-2.jpg" data-caption="বড় পদার্থবিদ্যা IHEP বিজ্ঞানীরা কোয়ান্টাম মেশিন লার্নিং ব্যবহার করে বিদেশী কণা Zc(3900) "পুনরাবিষ্কার" করার জন্য কাজ করছেন। উপ-পরমাণু কণা - পরীক্ষামূলকভাবে পর্যবেক্ষণ করা প্রথম টেট্রাকোয়ার্ক অবস্থা - 2013 সালে IHEP-এর বেইজিং ইলেক্ট্রন-পজিট্রন কোলাইডারে BESIII ডিটেক্টর (এখানে দেখানো হয়েছে) দ্বারা আবিষ্কৃত হয়েছিল। (সৌজন্যে: IHEP)” title=”পপআপে ছবি খুলতে ক্লিক করুন” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/ihep-seeks-quantum-opportunities-to-fast-track -fundamental-science-physics-world-2.jpg”>

আদর্শ সমাধান - ত্রুটি সংশোধন নামক একটি কৌশল - একাধিক কিউবিট জুড়ে একই তথ্য সংরক্ষণ করা জড়িত, যেমন ত্রুটিগুলি সনাক্ত করা এবং সংশোধন করা হবে যখন এক বা একাধিক কিউবিট শব্দ দ্বারা প্রভাবিত হয়। এই তথাকথিত ফল্ট-সহনশীল কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলির সমস্যা হল তাদের প্রচুর সংখ্যক কিউবিট (লক্ষ লক্ষ অঞ্চলে) এর প্রয়োজনীয়তা - এমন কিছু যা বর্তমান প্রজন্মের ছোট আকারের কোয়ান্টাম আর্কিটেকচারে বাস্তবায়ন করা অসম্ভব।

পরিবর্তে, আজকের নয়েজ ইন্টারমিডিয়েট-স্কেল কোয়ান্টাম (NISQ) কম্পিউটারের ডিজাইনাররা হয় নয়েজ ইফেক্টগুলি যেমন আছে তেমনই গ্রহণ করতে পারে অথবা আংশিকভাবে অ্যালগরিদমিকভাবে ত্রুটিগুলি পুনরুদ্ধার করতে পারে - অর্থাৎ qubits সংখ্যা না বাড়িয়ে - একটি প্রক্রিয়া যা ত্রুটি প্রশমন নামে পরিচিত৷ বেশ কয়েকটি অ্যালগরিদম ছোট আকারের কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলিতে শব্দের বিরুদ্ধে স্থিতিস্থাপকতা প্রদানের জন্য পরিচিত, যেমন বর্তমান প্রজন্মের কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলির অন্তর্নিহিত সীমাবদ্ধতা সত্ত্বেও নির্দিষ্ট উচ্চ-শক্তি পদার্থবিদ্যা অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে "কোয়ান্টাম সুবিধা" লক্ষ্য করা যেতে পারে।

আইএইচইপি-তে এই ধরনের অনুসন্ধানের একটি লাইন কোয়ান্টাম সিমুলেশনের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, কোয়ান্টাম সিস্টেমের সময় বিবর্তন অনুকরণ করার জন্য রিচার্ড ফাইনম্যান দ্বারা প্রাথমিকভাবে প্রস্তাবিত ধারণাগুলি প্রয়োগ করা - উদাহরণস্বরূপ, ল্যাটিস কোয়ান্টাম ক্রোমোডাইনামিক্সে (QCD)। প্রেক্ষাপটের জন্য, স্ট্যান্ডার্ড মডেল মাধ্যাকর্ষণ শক্তি ব্যতীত প্রাথমিক কণাগুলির মধ্যে সমস্ত মৌলিক মিথস্ক্রিয়াকে বর্ণনা করে - অর্থাৎ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক, দুর্বল এবং শক্তিশালী বলগুলিকে একত্রিত করা। এইভাবে, মডেলটিতে তথাকথিত কোয়ান্টাম গেজ ফিল্ড তত্ত্বের দুটি সেট রয়েছে: গ্ল্যাশো-ওয়েনবার্গ-সালাম মডেল (ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক এবং দুর্বল বলের একীভূত বিবরণ প্রদান করে) এবং QCD (শক্তিশালী শক্তির জন্য)।

এটি সাধারণত এমন হয় যে কোয়ান্টাম গেজ ফিল্ড তত্ত্বগুলি বিশ্লেষণাত্মকভাবে সমাধান করা যায় না, ক্রমাগত-উন্নতি আনুমানিক পদ্ধতি (এছাড়াও বিরক্তি নামেও পরিচিত) থেকে প্রাপ্ত পরীক্ষার জন্য বেশিরভাগ ভবিষ্যদ্বাণী সহ। এই মুহুর্তে, IHEP স্টাফ বিজ্ঞানীরা সরলীকৃত অবস্থার অধীনে কোয়ান্টাম সার্কিটগুলির সাথে সরাসরি গেজ ফিল্ডের অনুকরণে কাজ করছেন (উদাহরণস্বরূপ, কম-স্পেস-টাইম ডাইমেনশনে বা সসীম গ্রুপ বা অন্যান্য বীজগাণিতিক পদ্ধতি ব্যবহার করে)। এই ধরনের পন্থাগুলি NISQ কম্পিউটারগুলির বর্তমান পুনরাবৃত্তির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং অদূর ভবিষ্যতে ল্যাটিস QCD এর আরও সম্পূর্ণ বাস্তবায়নের জন্য ভিত্তিমূলক কাজের প্রতিনিধিত্ব করে।

মেশিন লার্নিং: কোয়ান্টাম উপায়

আইএইচইপি-তে আরেকটি কোয়ান্টাম গবেষণা থিম কোয়ান্টাম মেশিন লার্নিং জড়িত, যা চারটি স্বতন্ত্র পন্থায় বিভক্ত করা যেতে পারে: CC, CQ, QC, QQ (C – ক্লাসিক্যাল; Q – কোয়ান্টাম সহ)। প্রতিটি ক্ষেত্রে, প্রথম অক্ষরটি ডেটা টাইপের সাথে এবং পরেরটি অ্যালগরিদম চালিত কম্পিউটারের প্রকারের সাথে মিলে যায়। CC স্কিম, উদাহরণস্বরূপ, সম্পূর্ণরূপে ক্লাসিক্যাল ডেটা এবং ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার ব্যবহার করে, যদিও কোয়ান্টাম-অনুপ্রাণিত অ্যালগরিদম চালায়।

IHEP-এ অনুসরণ করা সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল ব্যবহারের ক্ষেত্রে, যাইহোক, মেশিন লার্নিংয়ের CQ বিভাগ জড়িত, যেখানে ক্লাসিক্যাল ডেটা টাইপ ম্যাপ করা হয় এবং কোয়ান্টাম কম্পিউটারে প্রশিক্ষণ দেওয়া হয়। এখানে অনুপ্রেরণা হল যে কোয়ান্টাম মেকানিক্সের মৌলিক বিষয়গুলিকে কাজে লাগিয়ে - বৃহৎ হিলবার্ট স্পেস, সুপারপজিশন এবং এনট্যাঙ্গলমেন্ট - কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি ফলস্বরূপ মেশিন-লার্নিং পদ্ধতিগুলিকে অপ্টিমাইজ করার জন্য বড় আকারের ডেটাসেটগুলি থেকে আরও কার্যকরভাবে শিখতে সক্ষম হবে৷

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/ihep-seeks-quantum-opportunities-to-fast-track-fundamental-science-physics-world-3.jpg" data-caption="কণা ট্র্যাকিং আইএইচইপি বিজ্ঞানীরা বিশ্বাস করেন যে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এইচএল-এলএইচসি-এর মতো পরবর্তী প্রজন্মের কণা অ্যাক্সিলারেটরগুলিতে ট্র্যাক পুনর্গঠন পদ্ধতিগুলিকে প্রবাহিত করতে সাহায্য করবে। উপরে: হিডেকি ওকাওয়া (ডান), জিয়াহেং জু (দাঁড়িয়ে) এবং জিয়াওঝং হুয়াং (বাম) "চীনের প্রথম ব্যবহারিক কোয়ান্টাম কম্পিউটার" হিসাবে বিল করা অরিজিন কোয়ান্টাম উয়ুয়ান কম্পিউটারের সাথে তৈরি করা পুনর্গঠিত কণা ট্র্যাকগুলি মূল্যায়ন করে৷ (সৌজন্যে: IHEP)” title=”পপআপে ছবি খুলতে ক্লিক করুন” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/ihep-seeks-quantum-opportunities-to-fast-track -fundamental-science-physics-world-3.jpg”>

কোয়ান্টাম সুবিধার সম্ভাব্যতা বোঝার জন্য, আইএইচইপি বিজ্ঞানীরা বর্তমানে বহিরাগত কণা জেডকে "পুনরাবিষ্কার" নিয়ে কাজ করছেন_c(3900) কোয়ান্টাম মেশিন লার্নিং ব্যবহার করে। পেছনের গল্পের দিক থেকে: জেড_c(3900) হল কোয়ার্ক (প্রোটন এবং নিউট্রনের বিল্ডিং ব্লক) দ্বারা গঠিত একটি বহিরাগত উপ-পরমাণু কণা এবং পরীক্ষামূলকভাবে পর্যবেক্ষণ করা প্রথম টেট্রাকোয়ার্ক রাষ্ট্র বলে বিশ্বাস করা হয় - একটি পর্যবেক্ষণ যা, প্রক্রিয়ায়, QCD সম্পর্কে আমাদের বোঝার গভীরতর করেছে। কণাটি 2013 সালে বেইজিং ইলেক্ট্রন-পজিট্রন কোলাইডার (BEPCII) এ বেইজিং স্পেকট্রোমিটার (BESIII) আবিষ্কারক দ্বারা জাপানের KEK কণা পদার্থবিদ্যা পরীক্ষাগারে বেল পরীক্ষার দ্বারা স্বাধীন পর্যবেক্ষণের মাধ্যমে আবিষ্কৃত হয়েছিল।

QUANT-NET এর টেস্টবেড উদ্ভাবন: কোয়ান্টাম নেটওয়ার্ক পুনর্নির্মাণ

এই R&D গবেষণার অংশ হিসাবে, IHEP-এর জিয়াহেং Zou-এর নেতৃত্বে একটি দল, এবং শানডং বিশ্ববিদ্যালয় এবং জিনান বিশ্ববিদ্যালয়ের সহকর্মীরা সহ, তথাকথিত কোয়ান্টাম সাপোর্ট ভেক্টর মেশিন অ্যালগরিদম (একটি ক্লাসিক্যাল অ্যালগরিদমের একটি কোয়ান্টাম বৈকল্পিক) প্রশিক্ষণের জন্য মোতায়েন করেছে। Z এর সিমুলেটেড সংকেত সহ_c(3900) এবং ব্যাকগ্রাউন্ড হিসাবে বাস্তব BESIII ডেটা থেকে এলোমেলোভাবে নির্বাচিত ইভেন্ট।

কোয়ান্টাম মেশিন-লার্নিং পদ্ধতি ব্যবহার করে, কর্মক্ষমতা প্রতিযোগিতামূলক বনাম ক্লাসিক্যাল মেশিন-লার্নিং সিস্টেম - যদিও, গুরুত্বপূর্ণভাবে, একটি ছোট প্রশিক্ষণ ডেটাসেট এবং কম ডেটা বৈশিষ্ট্য সহ। কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের সাথে বর্ধিত সংকেত সংবেদনশীলতা প্রদর্শনের জন্য তদন্ত চলছে, এমন কাজ যা শেষ পর্যন্ত ভবিষ্যতের পরীক্ষায় নতুন বহিরাগত কণা আবিষ্কারের পথ নির্দেশ করতে পারে।

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/ihep-seeks-quantum-opportunities-to-fast-track-fundamental-science/