কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ব্যবহারকারীরা ক্লাসিক্যাল সুপার কম্পিউটারের পাশাপাশি কাজ করে: ওক রিজ ল্যাবে ট্র্যাভিস হাম্বলের সাথে একটি সাক্ষাৎকার

কেটি এলিস জোন্স, সম্পাদক, পিলারকিউ দ্বারা

যেহেতু উচ্চ-পারফরম্যান্স কম্পিউটিং (HPC) সম্প্রদায় ভবিষ্যতের সিস্টেমগুলিকে ত্বরান্বিত করার জন্য সমাধানের জন্য মুরের আইনের দ্বারপ্রান্তের বাইরের দিকে তাকাচ্ছে, তাই সামনের দিকে একটি প্রযুক্তি হল কোয়ান্টাম কম্পিউটিং, যা প্রতি বছর বিলিয়ন ডলার বিশ্বব্যাপী R&D তহবিল সংগ্রহ করছে৷

সম্ভবত এটি অবাক হওয়ার কিছু নেই যে HPC কেন্দ্রগুলি — ওক রিজ লিডারশিপ কম্পিউটিং ফ্যাসিলিটি (OLCF) সহ, বিশ্বের প্রথম এক্সাসকেল সুপার কম্পিউটারের বাড়ি, ফ্রন্টিয়ার — কোয়ান্টাম সিস্টেমগুলিকে লিভারেজ এবং অগ্রসর করার উপায় খুঁজে পাচ্ছে৷

টেনেসির ওক রিজ ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি (ওআরএনএল) এ অবস্থিত এবং ইউএস ডিপার্টমেন্ট অফ এনার্জি (DOE), OLCF এর অর্থায়নে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ব্যবহারকারী প্রোগ্রাম (QCUP) বিজ্ঞানের ব্যবহারকারীদের প্রধান, বাণিজ্যিক কোয়ান্টাম কম্পিউটিং সিস্টেমে দূরবর্তী অ্যাক্সেস প্রদান করে। বর্তমানে, প্রোগ্রামটি IBM কোয়ান্টাম সার্ভিসেস এবং রিগেটি কোয়ান্টাম ক্লাউড সার্ভিসের পাশাপাশি কোয়ান্টিনুম ট্র্যাপড-আয়ন কম্পিউটার এবং এমুলেটর থেকে বিভিন্ন সুপারকন্ডাক্টিং আর্কিটেকচারে অ্যাক্সেস অফার করে। প্রোগ্রামটি একটি IonQ ট্র্যাপড-আয়ন সিস্টেমের অ্যাক্সেসও প্রস্তুত করছে।

এ বছর নতুন উদ্যোগে, OLCF এবং QCUP একটি হাইব্রিড বরাদ্দকরণ প্রোগ্রামের মাধ্যমে কোয়ান্টাম এবং HPC ব্রিজ করছে যা QCUP-এর কোয়ান্টাম বিক্রেতা এবং OLCF-এর সুপার কম্পিউটারগুলিতে দ্বৈত অ্যাক্সেস প্রদান করে।

"QCUP-এর উদ্দেশ্য হল আমাদের বুঝতে সাহায্য করা যে [কোয়ান্টাম] প্রযুক্তি কীভাবে বিকাশ করছে এবং কখন আমরা সেই প্রযুক্তিটি পরবর্তী HPC সিস্টেমের একটি অংশ হতে চাই তা পূর্বাভাস দিতে সাহায্য করা," ট্র্যাভিস হাম্বল, QCUP পরিচালক বলেছেন৷

নম্র ওআরএনএল-এর পরিচালকও কোয়ান্টাম সায়েন্স সেন্টার, যা একটি ভিন্ন DOE প্রোগ্রামের মাধ্যমে অর্থায়ন করা হয়—ন্যাশনাল কোয়ান্টাম ইনফরমেশন সায়েন্স রিসার্চ সেন্টার—কিন্তু কোয়ান্টাম গবেষণা এবং উন্নয়নে ওভারল্যাপিং আগ্রহগুলি শেয়ার করে৷ তিনি "কোয়ান্টাম কম্পিউটিং: এইচপিসি ত্বরণের জন্য একটি ভবিষ্যত?" এর প্যানেলিস্ট হবেন? এ SC22 (দ্য ইন্টারন্যাশনাল কনফারেন্স ফর হাই পারফরম্যান্স কম্পিউটিং, নেটওয়ার্কিং, স্টোরেজ এবং অ্যানালাইসিস) 18 নভেম্বর শুক্রবার।

নম্র বলেন যে QCUP নির্দিষ্ট সমস্যার জন্য সবচেয়ে ভাল কাজ করে তা অন্বেষণ করতে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং সিস্টেমের একটি পরিসীমা অফার করে এবং ক্লাসিক্যাল কম্পিউটিং এই অন্বেষণের একটি অংশ। “আমরা এখনও সেরা হার্ডওয়্যার জানি না এবং কীভাবে অ্যাপ্লিকেশনগুলি মিলবে। কোয়ান্টাম কম্পিউটিং, একটি তত্ত্ব হিসাবে, আমাদেরকে একটি সম্পূর্ণ নতুন খেলার মাঠ দেয় যেখানে গণনার চেষ্টা করার জন্য, বৈজ্ঞানিক আবিষ্কারকে জানানোর জন্য, তাই এটি আসলে আমরা যে ধরনের সমস্যাগুলি গণনা করতে পারি তা পরিবর্তন করে। একটি সুপার কম্পিউটার শক্তিশালী - তবে এটি সীমাবদ্ধ। হাইব্রিড উভয় বিশ্বের সেরা গ্রহণ করে।"

যাইহোক, তিনি সতর্ক করে দিয়েছিলেন যে বর্তমানে অনেকগুলি অ্যাপ্লিকেশন উভয় ডিভাইসেরই ভাল ব্যবহার করে না এবং QCUP এর নতুন কোয়ান্টাম-ক্লাসিক্যাল হাইব্রিড বরাদ্দের উদ্দেশ্য হল এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলি খুঁজে বের করা যা উভয় ক্ষেত্রেই ভাল চলে।

ফ্রন্টিয়ার সুপার কম্পিউটার

QCUP এর প্রায় 250 জন ব্যবহারকারী রয়েছে এবং 2016 সাল থেকে একটি অভ্যন্তরীণ পরীক্ষাগার প্রোগ্রাম থেকে বর্তমান ব্যবহারকারী প্রোগ্রামে বিবর্তিত হয়েছে। DOE-এর অ্যাডভান্সড সায়েন্টিফিক কম্পিউটিং রিসার্চ (ASCR) প্রোগ্রাম দ্বারা স্পনসর করা, কোয়ান্টাম ব্যবহারকারী প্রোগ্রামটি ASCR-এর নেতৃত্ব কম্পিউটিং সুবিধা হিসাবে একই HPC ব্যবহারকারী মডেল গ্রহণ করেছে, যা কম্পিউটিং সিস্টেমগুলিতে সময় বরাদ্দ করার জন্য সম্ভাব্য প্রভাব এবং যোগ্যতার জন্য বৈজ্ঞানিক প্রস্তাবগুলি পর্যালোচনা করে।

"আমরা সম্ভাব্যতা খুঁজছি - তারা কি এমন একটি সমস্যা সমাধান করার চেষ্টা করছে যা এমনকি একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার-এবং প্রযুক্তিগত প্রস্তুতি এবং প্রয়োগের ক্ষেত্রেও উপযুক্ত হবে," হাম্বল বলেছিলেন।

QCUP ব্যবহারকারী সহায়তা সহায়তার মধ্যে একটি বিজ্ঞান জড়িত দল রয়েছে যা গবেষকদের তাদের কোড পোর্ট করতে সহায়তা করে, যদিও অতীতে অনেক ব্যবহারকারী "বিশেষজ্ঞ কোয়ান্টাম ব্যবহারকারী" ছিলেন। "তারা প্রোগ্রাম লিখেছে এবং যেতে প্রস্তুত।"

অনেক ব্যবহারকারী বৈজ্ঞানিক প্রোগ্রাম থেকে এসেছেন কোয়ান্টামের সাথে গবেষণার সম্পর্ক, যেমন উচ্চ-শক্তি এবং পারমাণবিক পদার্থবিদ্যা এবং ফিউশন শক্তি। উদাহরণস্বরূপ, লরেন্স বার্কলে ন্যাশনাল ল্যাবরেটরির নেতৃত্বে একটি দল QCUP সম্পদ ব্যবহার করেছে দুটি প্রোটনের সংঘর্ষের একটি অংশ অনুকরণ করুন, একটি ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার অন্যথায় আনুমানিক কোয়ান্টাম প্রভাব অন্তর্ভুক্ত করার জন্য ধ্রুপদী বনাম কোয়ান্টাম কম্পিউটিং-এর জন্য সেরা উপযোগী পদার্থবিজ্ঞানের গণনাগুলিকে ভেঙে দেওয়া।

"এখন পর্যন্ত, পদার্থবিদ্যার উপস্থিতি সবচেয়ে বেশি। দ্বিতীয়টি সম্ভবত কম্পিউটার বিজ্ঞান, যার মধ্যে এমন বিল্ডিং সরঞ্জাম রয়েছে যা কোয়ান্টাম কম্পিউটারের আরও ভাল কর্মক্ষমতা সক্ষম করে, "হম্বল বলেছিলেন।

আরেকটি QCUP প্রকল্পে, শিকাগো বিশ্ববিদ্যালয়ের নেতৃত্বে একটি দল এবং Argonne ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি গবেষকরা সিমুলেটেড কোয়ান্টাম স্পিন ত্রুটি, কোয়ান্টাম কম্পিউটারে তথ্য এনকোডিংয়ের জন্য অ্যাপ্লিকেশন সহ। এই ক্ষেত্রে, তারা তাদের কোয়ান্টাম কম্পিউটেশনে ত্রুটিগুলি যাচাই করতে এবং কমাতে শাস্ত্রীয় গণনা ব্যবহার করেছিল।

কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা (AI) ক্লাসিক্যাল এবং কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর ইন্টারফেসেও একটি উপস্থিতি তৈরি করে। হাম্বল বলেন, কিছু কম্পিউটার বিজ্ঞান প্রকল্পের লক্ষ্য হল এআই এবং মেশিন লার্নিং কর্মপ্রবাহকে ত্বরান্বিত করতে বা এআই-উত্পন্ন ডেটাতে কোয়ান্টাম-নির্দিষ্ট তথ্য উন্মোচন করতে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ব্যবহার করা।

যদিও প্রোগ্রামটি একটি এইচপিসি ব্যবহারকারী সুবিধার মাধ্যমে কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলিতে অ্যাক্সেস সরবরাহ করে, এই কম্পিউটারগুলি এইচপিসি সিস্টেমের সাথে একত্রিত হয় না। QCUP এর চূড়ান্ত লক্ষ্যগুলির মধ্যে একটি হল কোয়ান্টাম এবং এইচপিসি সিস্টেমগুলিকে সংযুক্ত করা, তবে নিকট-মেয়াদী বাধা রয়েছে।

"এখন বাধার অংশ হল কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এত তাড়াতাড়ি। আপনি যদি আজকে একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার কী তা দেখেন, 6 মাসের মধ্যে, এটি নতুন কিছু দ্বারা প্রতিস্থাপিত হবে,” হাম্বল বলেছিলেন।

একটি প্রযুক্তিগত দৃষ্টিকোণ থেকে, কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলির এখনও বিশেষ রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজন হয় এবং এখনও HPC-এর কর্মক্ষমতার সাথে প্রতিযোগিতা করতে পারে না। ব্যবহারকারীর দৃষ্টিকোণ থেকে, প্রশিক্ষণের বাধাগুলি বেশিরভাগই কোয়ান্টাম কম্পিউটিংকে কোয়ান্টাম বিশেষজ্ঞদের কাছে ছেড়ে দিয়েছে।

"কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ব্যবহার শুরু করার জন্য আপনাকে যে প্রশিক্ষণের উপাদান প্রয়োজন তাও তার শৈশবকালে," হাম্বল বলেছিলেন। "অধিকাংশ এইচপিসি ব্যবহারকারীদের জন্য যারা কোয়ান্টাম গ্রহণ করতে চান, আমাদের তাদের জন্য প্রশিক্ষণ সংস্থান তৈরি করতে হবে।"

যদিও অনেক এইচপিসি-কোয়ান্টাম সহযোগিতা এখনও তাদের প্রাথমিক দিনগুলিতে রয়েছে, অন্যান্য এইচপিসি কেন্দ্রগুলিতে কিউসিইউপি এবং কোয়ান্টাম প্রকল্পগুলির মতো প্রোগ্রামগুলির অভিজ্ঞতাগুলি ভবিষ্যতের এইচপিসি-কোয়ান্টাম একীকরণের মঞ্চ তৈরি করতে সহায়তা করতে পারে।

কেটি এলিস জোনস গবেষণা সংবাদ প্রকাশনার প্রতিষ্ঠাতা এবং সম্পাদক পিলারকিউ.