লস আলামোস রিপোর্ট হার্ডওয়্যার পদ্ধতি নতুন কোয়ান্টাম কম্পিউটিং প্যারাডাইম অফার করে – উচ্চ-পারফরম্যান্স কম্পিউটিং সংবাদ বিশ্লেষণ | HPC এর ভিতরে

নিকোলাই সিনিটসিন, ডানদিকে

আগস্ট 15, 2023 — লস অ্যালামোস্ট ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি আজ রিপোর্ট করেছে যে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং হার্ডওয়্যারের জন্য একটি সম্ভাব্য গেম-পরিবর্তনকারী তাত্ত্বিক পদ্ধতি কোয়ান্টাম কম্পিউটারে পাওয়া কিছু জটিলতা এড়িয়ে যায়। কৌশলটি ধ্রুপদী কম্পিউটার বা প্রচলিত গেট-ভিত্তিক কোয়ান্টাম কম্পিউটারের চেয়ে দ্রুত বাস্তব-বিশ্বের বিভিন্ন সমস্যা প্রক্রিয়া করার জন্য প্রাকৃতিক কোয়ান্টাম মিথস্ক্রিয়ায় একটি অ্যালগরিদম প্রয়োগ করে, ল্যাব বলেছে।

"আমাদের অনুসন্ধান কোয়ান্টাম হার্ডওয়্যারের জন্য অনেক চ্যালেঞ্জিং প্রয়োজনীয়তা দূর করে," লস আলামোস ন্যাশনাল ল্যাবরেটরির তাত্ত্বিক পদার্থবিদ নিকোলাই সিনিটসিন বলেছেন। তিনি a এর সহকারী কাগজ জার্নাল ফিজিক্যাল রিভিউ এ পদ্ধতির উপর। "প্রাকৃতিক সিস্টেম, যেমন হীরার ইলেকট্রনিক স্পিন ত্রুটির, আমাদের গণনা প্রক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয় মিথস্ক্রিয়াগুলির ধরন রয়েছে।"

সিনিটসিন বলেছেন যে দলটি অতি-ঠান্ডা পরমাণু ব্যবহার করে তাদের পদ্ধতির প্রদর্শনের জন্য লস আলামোসে পরীক্ষামূলক পদার্থবিদদের সাথে সহযোগিতা করার আশা করছে। আল্ট্রাকোল্ড পরমাণুতে আধুনিক প্রযুক্তিগুলি প্রায় 40 থেকে 60 কিউবিট সহ এই ধরনের গণনা প্রদর্শনের জন্য যথেষ্ট উন্নত, তিনি বলেন, যা ক্লাসিক্যাল, বা বাইনারি, গণনা দ্বারা বর্তমানে অ্যাক্সেসযোগ্য নয় এমন অনেক সমস্যা সমাধানের জন্য যথেষ্ট। একটি কিউবিট হল কোয়ান্টাম তথ্যের মৌলিক একক, যা পরিচিত ক্লাসিক্যাল কম্পিউটিংয়ে কিছুটা সাদৃশ্যপূর্ণ।

কিছু সংখ্যক কিউবিটের মধ্যে লজিক গেটগুলির একটি জটিল সিস্টেম স্থাপন করার পরিবর্তে যেগুলিকে অবশ্যই কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্ট শেয়ার করতে হবে, নতুন কৌশলটি প্রাকৃতিক সিস্টেমে ইলেকট্রনের স্পিনগুলির মতো কিউবিটগুলিকে ঘোরানোর জন্য একটি সাধারণ চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহার করে। অ্যালগরিদম বাস্তবায়নের জন্য যা প্রয়োজন তা হল স্পিন স্টেটের সুনির্দিষ্ট বিবর্তন। সিনিটসিন বলেছেন যে পদ্ধতিটি কোয়ান্টাম কম্পিউটারের জন্য প্রস্তাবিত অনেক ব্যবহারিক সমস্যা সমাধানের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং লজিক গেটগুলির দীর্ঘ স্ট্রিংগুলিতে কিউবিটগুলিকে সংযুক্ত করতে এবং গণনার জন্য প্রয়োজনীয় কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্ট বজায় রাখার অসুবিধার কারণে একটি নতুন ক্ষেত্র হিসাবে বিকলাঙ্গ। ডিকোহেরেন্স নামে পরিচিত একটি প্রক্রিয়ায় এনট্যাঙ্গলমেন্ট ভেঙে যায়, কারণ এন্ট্যাঙ্গলড কিউবিটগুলি কম্পিউটারের কোয়ান্টাম সিস্টেমের বাইরের বিশ্বের সাথে যোগাযোগ করতে শুরু করে, ত্রুটির সূচনা করে। এটি দ্রুত ঘটে, গণনার সময় সীমিত করে। কোয়ান্টাম হার্ডওয়্যারে প্রকৃত ত্রুটি সংশোধন এখনও কার্যকর করা হয়নি।

নতুন পদ্ধতিটি প্ররোচিত এনগেলমেন্টের পরিবর্তে প্রাকৃতিকের উপর নির্ভর করে, তাই এটির জন্য কিউবিটগুলির মধ্যে কম সংযোগ প্রয়োজন। এটি ডিকোহেরেন্সের প্রভাবকে হ্রাস করে। এইভাবে, কিউবিটগুলি তুলনামূলকভাবে দীর্ঘ সময়ের জন্য বেঁচে থাকে, সিনিটসিন বলেছিলেন।

লস আলামোস দলের তাত্ত্বিক গবেষণাপত্রটি দেখিয়েছে যে কীভাবে পদ্ধতিটি বিদ্যমান কোয়ান্টাম কম্পিউটারের তুলনায় দ্রুত গ্রোভারের অ্যালগরিদম ব্যবহার করে একটি সংখ্যা-বিভাজন সমস্যার সমাধান করতে পারে। সর্বাধিক পরিচিত কোয়ান্টাম অ্যালগরিদমগুলির মধ্যে একটি হিসাবে, এটি বৃহৎ ডেটা সেটগুলির অসংগঠিত অনুসন্ধানের অনুমতি দেয় যা প্রচলিত কম্পিউটিং সংস্থানগুলিকে গবল করে। উদাহরণস্বরূপ, সিনিটসিন বলেছেন, গ্রোভারের অ্যালগরিদম দুটি কম্পিউটারের মধ্যে সমানভাবে কাজগুলির জন্য রানটাইম ভাগ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, তাই তারা অন্যান্য ব্যবহারিক কাজের পাশাপাশি একই সময়ে শেষ করে। অ্যালগরিদমটি আদর্শকৃত, ত্রুটি-সংশোধিত কোয়ান্টাম কম্পিউটারের জন্য উপযুক্ত, যদিও আজকের ত্রুটি-প্রবণ মেশিনে এটি প্রয়োগ করা কঠিন।

কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি যে কোনও শাস্ত্রীয় ডিভাইসের তুলনায় অনেক দ্রুত গণনা সম্পাদনের জন্য তৈরি করা হয়েছে, তবে সেগুলি এখন পর্যন্ত উপলব্ধি করা অত্যন্ত কঠিন ছিল, সিনিটসিন বলেছেন। একটি প্রচলিত কোয়ান্টাম কম্পিউটার কোয়ান্টাম সার্কিট প্রয়োগ করে — বিভিন্ন জোড়া কুবিট সহ প্রাথমিক ক্রিয়াকলাপের ক্রম।

লস আলামোস তাত্ত্বিকরা একটি আকর্ষণীয় বিকল্প প্রস্তাব করেছিলেন।

"আমরা লক্ষ্য করেছি যে অনেক বিখ্যাত কম্পিউটেশনাল সমস্যার জন্য প্রাথমিক মিথস্ক্রিয়া সহ একটি কোয়ান্টাম সিস্টেম থাকা যথেষ্ট, যেখানে শুধুমাত্র একটি কোয়ান্টাম স্পিন - দুটি কিউবিট সহ উপলব্ধিযোগ্য - বাকি কম্পিউটেশনাল কিউবিটের সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করে," সিনিটসিন বলেছিলেন। "তারপর একটি একক চৌম্বকীয় পালস যা শুধুমাত্র কেন্দ্রীয় স্পিনে কাজ করে কোয়ান্টাম গ্রোভারের অ্যালগরিদমের সবচেয়ে জটিল অংশকে প্রয়োগ করে।" গ্রোভারের ওরাকল বলা হয়, এই কোয়ান্টাম অপারেশনটি পছন্দসই সমাধানের দিকে নির্দেশ করে।

"কম্পিউটেশনাল কিউবিটগুলির মধ্যে কোনও সরাসরি মিথস্ক্রিয়া এবং কেন্দ্রীয় স্পিনগুলির সাথে কোনও সময়-নির্ভর মিথস্ক্রিয়া প্রক্রিয়াটিতে প্রয়োজন নেই," তিনি বলেছিলেন। সেন্ট্রাল স্পিন এবং কিউবিটগুলির মধ্যে স্ট্যাটিক কাপলিং সেট হয়ে গেলে, পুরো গণনাটি শুধুমাত্র সাধারণ সময়-নির্ভর বাহ্যিক ক্ষেত্রের ডালগুলি প্রয়োগ করে যা স্পিনগুলিকে ঘোরায়, তিনি বলেছিলেন।

গুরুত্বপূর্ণভাবে, দলটি প্রমাণ করেছে যে এই ধরনের অপারেশন দ্রুত করা যেতে পারে। দলটিও আবিষ্কার করেছে যে তাদের পদ্ধতি টপোলজিকভাবে সুরক্ষিত। অর্থাৎ, কোয়ান্টাম ত্রুটি সংশোধন ছাড়াই এটি নিয়ন্ত্রণ ক্ষেত্র এবং অন্যান্য শারীরিক পরামিতিগুলির নির্ভুলতার অনেক ত্রুটির বিরুদ্ধে শক্তিশালী।

কাগজ: "পার্টিশন সমস্যার জন্য টপোলজিক্যালি সুরক্ষিত গ্রোভারের ওরাকল।" শারীরিক পর্যালোচনা এ. https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.108.022412

অর্থায়ন: বিজ্ঞানের শক্তি অফিস, উন্নত বৈজ্ঞানিক কম্পিউটিং গবেষণার অফিস এবং লস আলামোস ন্যাশনাল ল্যাবরেটরিতে ল্যাবরেটরি নির্দেশিত গবেষণা ও উন্নয়ন প্রোগ্রাম।

• 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। মোটরগাড়ি / ইভি, কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• চার্টপ্রাইম। ChartPrime এর সাথে আপনার ট্রেডিং গেমটি উন্নত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• ব্লকঅফসেট। পরিবেশগত অফসেট মালিকানার আধুনিকীকরণ। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://insidehpc.com/2023/08/los-alamos-reports-hardware-approach-offers-new-quantum-computing-paradigm/