এনটিটি বিজ্ঞানীরা বলছেন কোয়ান্টাম সুবিধা যাচাই করার জন্য তাদের নতুন উপায় আছে

সানিভেল, ক্যালিফোর্নিয়া - অক্টোবর 26, 2022 - এনটিটি গবেষণা ঘোষণা করেছে যে এর একজন বিজ্ঞানী ক্রিপ্টোগ্রাফি এবং তথ্য নিরাপত্তা (সিআইএস) ল্যাব এবং থেকে একজন সহকর্মী এনটিটি সোশ্যাল ইনফরমেটিক্স ল্যাবরেটরিজ (SIL) কোয়ান্টাম সুবিধার উপর একটি পাথব্রেকিং পেপার লিখেছে। কাগজটি বার্ষিক IEEE সিম্পোজিয়াম অন ফাউন্ডেশনস অফ কম্পিউটার সায়েন্স (FOCS) এ উপস্থাপিত হওয়ার জন্য নির্বাচিত হয়েছিল, যা 31 অক্টোবর-নভেম্বর অনুষ্ঠিত হচ্ছে। 3 ডেনভারে।

কাগজের সহ-লেখকরা, শিরোনাম "কাঠামো ছাড়াই যাচাইযোগ্য কোয়ান্টাম সুবিধাড. তাকাশি ইয়ামাকাওয়া, এনটিটি এসআইএল-এর বিশিষ্ট গবেষক এবং ড. মার্ক জান্ড্রি, সিনিয়র বিজ্ঞানী এনটিটি গবেষণা সিআইএস ল্যাব। কাজটি আংশিকভাবে প্রিন্সটন ইউনিভার্সিটিতে করা হয়েছিল, যেখানে ডঃ ইয়ামাকাওয়া একজন ভিজিটিং রিসার্চ স্কলার ছিলেন এবং ডাঃ জান্ড্রি কম্পিউটার সায়েন্সের সহকারী অধ্যাপক হিসেবেও কাজ করেন। 

কোয়ান্টাম সুবিধার (বা কোয়ান্টাম স্পিডআপ) বিষয়টি সেই ধরণের সমস্যার সাথে সম্পর্কিত যেগুলি কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি ক্লাসিক্যাল বা নন-কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলির চেয়ে দ্রুত সমাধান করতে পারে এবং সেগুলি কত দ্রুত। প্রশ্নে থাকা সমস্যাগুলিকে সাধারণত নন-ডিটারমিনিস্টিক পলিনমিয়াল-টাইম (NP) শ্রেণী হিসাবে বর্ণনা করা হয়। কতটা সুবিধা একটি বিশাল ডিগ্রী পরিবর্তিত হতে পারে. একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার এক মিনিট বা এক সেকেন্ডের মধ্যে একটি নির্দিষ্ট সমস্যা সমাধান করতে সক্ষম হতে পারে যা একটি ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার এক সপ্তাহ সময় নেয়, বা সম্ভবত একটি অকল্পনীয় সূচকীয় পরিমাণ সময় নেয়। এই গবেষণাপত্রে, লেখকরা এই শ্রেষ্ঠত্ব যাচাই করার চ্যালেঞ্জ মোকাবেলা করেছেন, এবং তা দক্ষতার সাথে করছেন। আজ অবধি, কোয়ান্টাম সুবিধার প্রদর্শনগুলি উল্লেখযোগ্য "কাঠামো" বা দুই বা ততোধিক পক্ষের মধ্যে পিছনে এবং সামনে যোগাযোগ জড়িত করেছে। ইয়ামাকাওয়া এবং জান্ড্রি পেপারের অগ্রগতি হল একটি NP কঠিন সমস্যা প্রদর্শন করা যেখানে কাঠামো ছাড়াই যাচাই করা সম্ভব।

"এই প্রথম আমরা একটি এনপি অনুসন্ধান সমস্যার জন্য একটি সূচকীয় কোয়ান্টাম স্পিডআপ দেখেছি, যার জন্য শুধুমাত্র একটি এলোমেলো ওরাকলের প্রয়োজন হয়," বলেছেন টেক্সাস বিশ্ববিদ্যালয়ের অস্টিনের কম্পিউটার সায়েন্সের অধ্যাপক ড. স্কট অ্যারনসন, যিনি একটি প্রাথমিক সংস্করণে মন্তব্য করেছিলেন। 13 জুন, 2022-এ সিমন্স ইনস্টিটিউট ফর দ্য থিওরি অফ কম্পিউটিং-এ একটি কর্মশালার সময় কাগজের। শুধুমাত্র একটি এলোমেলো ওরাকলের প্রয়োজন, অর্থাৎ, একটি তাত্ত্বিক ব্ল্যাক বক্স যা প্রতিটি প্রশ্নের এলোমেলো প্রতিক্রিয়া তৈরি করে, ইয়ামাকাওয়া এবং জান্ড্রি তাদের সমস্যা তৈরি করেছেন অসংগঠিত গণনাগত অনুমানের উপর। যেমন, তাদের সমস্যা কাঠামোবদ্ধগুলির পরিবর্তে একমুখী ফাংশনের সাথে আরও ঘনিষ্ঠভাবে সারিবদ্ধ হয়, যেমন পাবলিক কী ক্রিপ্টোগ্রাফিতে পাওয়া যায়। যে একমুখী প্রান্তিককরণ দক্ষ যাচাইকরণের সুবিধা দেয়৷

কাজুহিরো গোমি বলেন, “এনটিটি-অনুষঙ্গিক ক্রিপ্টোগ্রাফারদের গবেষণায় সহযোগিতা করা দেখতে উত্তেজনাপূর্ণ যেটি আবারও 'ব্রেকথ্রু'-এর লেবেলকে প্রাধান্য দেয়, বিশেষ করে এমন একটি গবেষণাপত্রে যা আমাদের কোয়ান্টাম কম্পিউটিং সম্পর্কে আমাদের বোঝাপড়াকে সমৃদ্ধ করে, এনটিটি রিসার্চে আমাদের জন্য ফোকাসের আরেকটি ক্ষেত্র,” বলেছেন কাজুহিরো গোমি। , এনটিটি রিসার্চ প্রেসিডেন্ট এবং সিইও। "এই মর্যাদাপূর্ণ IEEE সম্মেলনে সকল অংশগ্রহণকারীদের অভিনন্দন এবং শুভেচ্ছা।" 

ইয়ামাকাওয়া এবং জান্ড্রি যে এনপি অনুসন্ধান সমস্যাটি তৈরি করেছিলেন তা ছিল একটি টু-ইন-ওয়ান সমস্যা যা 1) একটি এন-সিম্বল স্ট্রিং যা প্রদত্ত ত্রুটি-সংশোধন কোডের একটি কোড শব্দ এবং 2) একটি এন-সিম্বল স্ট্রিং যেখানে প্রতিটি এলোমেলো ওরাকলের অধীনে চিহ্নটি শূন্যে ম্যাপ করা হয়েছে। প্রতিটি সমস্যা আলাদাভাবে সহজ। কিন্তু একটি কোডওয়ার্ড এবং মানচিত্র উভয়ই প্রতীকের একটি স্ট্রিং খুঁজে পাওয়া অনেক কঠিন, অন্তত ক্লাসিকভাবে। "যদি আপনি কোয়ান্টাম হন, আপনি এটি বহুপদী সময়ে সমাধান করতে পারেন," ডঃ জান্ড্রি বলেন, "কিন্তু আপনি যদি ক্লাসিক্যাল হন, অন্তত যদি আপনি এই ব্ল্যাক-বক্স মডেলের মধ্যে থাকেন তবে আপনার সূচকীয় সময়ের প্রয়োজন।" অন্যদিকে, একটি সম্ভাব্য সমাধান দেওয়া হয়েছে, এটি পরীক্ষা করে যাচাই করা সহজ যে এটি দুটি সমস্যার প্রতিটি আলাদাভাবে সমাধান করে। নোট করুন যে, FOCS-এর জন্য একটি কাগজের জন্য উপযুক্ত, এই কাজটি মৌলিক বা ভিত্তিগত। সাইমনস ইনস্টিটিউটে ডঃ অ্যারনসনের বক্তৃতায় উল্লেখ করা হয়েছে (এই এনটিটি গবেষণায় আলোচনা করা হয়েছে ব্লগ নিবন্ধ), Yamakawa-Zhandry আর্গুমেন্ট স্পিডআপের একটি শ্রেণীতে পড়ে যা সহজেই গাণিতিকভাবে পরীক্ষা করা যেতে পারে, কিন্তু শীঘ্রই যেকোন সময় একটি প্রকৃত কোয়ান্টাম কম্পিউটার দ্বারা কার্যত প্রদর্শিত হয় না। এর পাথব্রেকিং যাচাইকরণ প্রকল্পের বাইরে, তবে, কাগজটি কোয়ান্টাম স্পিডআপের পরিমাণ সম্পর্কে নতুন কিছু নির্দেশ করে।

“আমাদের কাজের আগে, আমাদের কাছে NP সমস্যার জন্য কোয়ান্টাম সুবিধার উদাহরণ ছিল, যেমন ফ্যাক্টরিং বা, ব্ল্যাক বক্স সেটিং, পিরিয়ড ফাইন্ডিং। কিন্তু দেখা যাচ্ছে যে এই সমস্ত উদাহরণের অন্তর্নিহিত কোয়ান্টাম অ্যালগরিদম মূলত পিরিয়ড ফাইন্ডিং ছিল – যদিও এই উদাহরণগুলিতে পিরিয়ড-ফাইন্ডিং কীভাবে প্রয়োগ করা যায় তা দেখানো প্রায়শই অ-তুচ্ছ ছিল,” বলেছেন ডঃ জান্ড্রি। “আমাদের কাগজ দেখায় অন্তত একটি দ্বিতীয় কেস আছে. আপনি আশাবাদীভাবে ব্যাখ্যা করতে পারেন যে আশা করা যায় যে কোয়ান্টাম সুবিধা আমরা আগে ভেবেছিলাম তার চেয়ে আরও ব্যাপক।"

IEEE Computer Society Technical Committee on Mathematical Foundations of Computing (TCMF) দ্বারা স্পনসর করা, FOCS তাত্ত্বিক কম্পিউটার বিজ্ঞানের ক্ষেত্রে একটি নেতৃস্থানীয় সম্মেলন। FOCS 2022-এর জন্য কাগজপত্রের আহ্বান, এই ধরনের 63তম বার্ষিক সমাবেশ, কোয়ান্টাম কম্পিউটিংকে 17টি সাধারণ আগ্রহের ক্ষেত্রগুলির মধ্যে একটি হিসাবে তালিকাভুক্ত করেছে। ইয়ামাকাওয়া-জান্ড্রি পেপারটি 31 অক্টোবর, 2022 তারিখে সকাল 10:15 MT এ উপস্থাপিত হওয়ার কথা রয়েছে। এই ইভেন্ট সম্পর্কে আরও জানতে এবং নিবন্ধন করতে, এখানে যান FOCS 2022 ওয়েবসাইট.