ভবিষ্যতে, কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি দ্রুত নতুন উপকরণগুলি অনুকরণ করতে পারে বা বিজ্ঞানীদের দ্রুত মেশিন-লার্নিং মডেলগুলি বিকাশে সহায়তা করতে পারে, অনেকগুলি নতুন সম্ভাবনার দরজা খুলে দেয়।
তবে এই অ্যাপ্লিকেশনগুলি কেবল তখনই সম্ভব হবে যদি কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি অত্যন্ত দ্রুত অপারেশনগুলি সম্পাদন করতে পারে, তাই বিজ্ঞানীরা ত্রুটি হারগুলি তাদের যথার্থতা এবং নির্ভরযোগ্যতা হ্রাস করার আগে পরিমাপ করতে এবং সংশোধন করতে পারেন।
এই পরিমাপ প্রক্রিয়াটির দক্ষতা, যা রিডআউট হিসাবে পরিচিত, ফোটনের মধ্যে সংযোগের শক্তির উপর নির্ভর করে, যা আলোর কণা যা কোয়ান্টাম তথ্য বহন করে এবং কৃত্রিম পরমাণু, পদার্থের ইউনিটগুলি প্রায়শই কোয়ান্টাম কম্পিউটারে তথ্য সঞ্চয় করতে ব্যবহৃত হয়।
এখন, এমআইটি গবেষকরা দেখিয়েছেন যে তারা বিশ্বাস করেন যে কোয়ান্টাম সিস্টেমে অর্জন করা সবচেয়ে শক্তিশালী ননলাইনার হালকা-পদার্থের কাপলিং। তাদের পরীক্ষাটি কোয়ান্টাম অপারেশন এবং রিডআউট উপলব্ধি করার দিকে এক ধাপ যা কয়েকটি ন্যানোসেকেন্ডে সঞ্চালিত হতে পারে।
গবেষকরা ননলাইনার লাইট-ম্যাটার কাপলিং দেখানোর জন্য একটি উপন্যাস সুপারকন্ডাক্টিং সার্কিট আর্কিটেকচার ব্যবহার করেছিলেন যা পূর্বের বিক্ষোভের চেয়ে শক্তিশালী মাত্রার ক্রম সম্পর্কে, যা কোয়ান্টাম প্রসেসরকে প্রায় 10 গুণ দ্রুত চালাতে সক্ষম করতে পারে।
ইউফেং “ব্রাইট” ইয়ে পিএইচডি ’24 বলেছেন, এই গবেষণায় একটি গবেষণাপত্রের প্রধান লেখক বলেছেন, আর্কিটেকচারটি একটি বাস্তব কোয়ান্টাম কম্পিউটারে ব্যবহার করার আগে এখনও অনেক কাজ করার দরকার রয়েছে, তবে প্রক্রিয়াটির পিছনে মৌলিক পদার্থবিজ্ঞান প্রদর্শন করা সঠিক দিকের একটি প্রধান পদক্ষেপ।
“এটি কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের একটি বাধা সত্যিই দূর করতে পারে। সাধারণত, আপনাকে ত্রুটি সংশোধনের রাউন্ডগুলির মধ্যে আপনার গণনার ফলাফলগুলি পরিমাপ করতে হবে This এটি আমরা কত দ্রুত ফল্ট-সহনশীল কোয়েলাম কম্পিউটিং পর্যায়ে পৌঁছতে পারি এবং আমাদের কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলির মধ্যে বাস্তব-জগতের অ্যাপ্লিকেশনগুলি এবং মূল্য পেতে সক্ষম হতে পারে,” আপনি বলেছেন।
তিনি এমআইটি -র ইলেকট্রনিক্সের গবেষণা পরীক্ষাগারের সহযোগী অধ্যাপক এবং প্রধান তদন্তকারী সিনিয়র লেখক কেভিন ও ব্রায়েনের কাগজে যোগদান করেছেন যিনি বৈদ্যুতিন প্রকৌশল ও কম্পিউটার বিজ্ঞান বিভাগের (ইসিএস) বিভাগের কোয়ান্টাম কোহরেন্ট ইলেকট্রনিক্স গ্রুপের নেতৃত্ব দেন, পাশাপাশি এমআইটি, এমআইটি লিংকন ল্যাবরেটরি এবং হার্ভার্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের অন্যরাও। গবেষণা প্রদর্শিত হবে প্রকৃতি যোগাযোগ।
একটি নতুন দম্পতি
এই শারীরিক বিক্ষোভ ওব্রায়ান গ্রুপে বছরের পর বছর তাত্ত্বিক গবেষণার উপর ভিত্তি করে তৈরি করে।
আপনি 2019 সালে পিএইচডি শিক্ষার্থী হিসাবে ল্যাবটিতে যোগদানের পরে, তিনি কোয়ান্টাম তথ্য প্রক্রিয়াকরণ বাড়ানোর জন্য একটি বিশেষায়িত ফোটন ডিটেক্টর বিকাশ শুরু করেছিলেন।
সেই কাজের মাধ্যমে, তিনি একটি নতুন ধরণের কোয়ান্টাম কাপলার আবিষ্কার করেছিলেন, এটি এমন একটি ডিভাইস যা কুইটগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়াকে সহজতর করে। কুইটস হ’ল কোয়ান্টাম কম্পিউটারের বিল্ডিং ব্লক। এই তথাকথিত কোয়ার্টন কাপলারের কোয়ান্টাম অপারেশন এবং রিডআউটে এতগুলি সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশন ছিল যে এটি দ্রুত ল্যাবটির ফোকাসে পরিণত হয়েছিল।
এই কোয়ার্টন কাপলারের একটি বিশেষ ধরণের সুপারকন্ডাক্টিং সার্কিট যা অত্যন্ত শক্তিশালী ননলাইনার কাপলিং উত্পন্ন করার সম্ভাবনা রাখে, যা বেশিরভাগ কোয়ান্টাম অ্যালগরিদম চালানোর জন্য প্রয়োজনীয়। গবেষকরা যখন কাপলারে আরও স্রোত খাওয়ান, এটি আরও শক্তিশালী ননলাইনার মিথস্ক্রিয়া তৈরি করে। এই অর্থে, অরৈখিকতার অর্থ একটি সিস্টেম এমনভাবে আচরণ করে যা এর অংশগুলির যোগফলের চেয়ে বেশি, আরও জটিল বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদর্শন করে।
“কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ে বেশিরভাগ দরকারী মিথস্ক্রিয়া আলো এবং পদার্থের ননলাইনার সংযোগ থেকে আসে you আপনি যদি বিভিন্ন ধরণের কাপলিংয়ের আরও বহুমুখী পরিসীমা পেতে পারেন এবং কাপলিং শক্তি বাড়িয়ে তুলতে পারেন তবে আপনি মূলত কোয়ান্টাম কম্পিউটারের প্রক্রিয়াকরণের গতি বাড়িয়ে তুলতে পারেন,” আপনি ব্যাখ্যা করেছেন।
কোয়ান্টাম রিডআউটের জন্য, গবেষকরা মাইক্রোওয়েভ লাইটকে একটি কুইবিতে জ্বলজ্বল করে এবং তারপরে, সেই কুইটটি 0 বা 1 এ রাজ্যে রয়েছে কিনা তার উপর নির্ভর করে এর সাথে সম্পর্কিত রিডআউট রেজোনেটরটিতে একটি ফ্রিকোয়েন্সি শিফট রয়েছে। তারা কুইবিটের অবস্থা নির্ধারণের জন্য এই শিফটটি পরিমাপ করে।
কুইবিট এবং রেজোনেটরের মধ্যে ননলাইনার হালকা-পদার্থের সংযোগ এই পরিমাপ প্রক্রিয়া সক্ষম করে।
এমআইটি গবেষকরা একটি চিপে দুটি সুপারকন্ডাক্টিং কুইটের সাথে সংযুক্ত কোয়ার্টন কাপলারের সাথে একটি আর্কিটেকচার ডিজাইন করেছিলেন। তারা একটি কুইবিকে একটি রেজোনেটর হিসাবে পরিণত করে এবং অন্য কুইটকে একটি কৃত্রিম পরমাণু হিসাবে ব্যবহার করে যা কোয়ান্টাম তথ্য সঞ্চয় করে। এই তথ্যটি ফোটন নামক মাইক্রোওয়েভ হালকা কণা আকারে স্থানান্তরিত হয়।
“এই সুপারকন্ডাক্টিং কৃত্রিম পরমাণু এবং মাইক্রোওয়েভ লাইটের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া যা সিগন্যালটি রুট করে তা মূলত কীভাবে পুরো সুপারকন্ডাক্টিং কোয়ান্টাম কম্পিউটারটি নির্মিত হয়,” আপনি ব্যাখ্যা করেন।
দ্রুত রিডআউট সক্ষম করা
কোয়ার্টন কাপলার কুইবিট এবং রেজোনেটরের মধ্যে ননলাইনার হালকা-ম্যাটার কাপলিং তৈরি করে যা গবেষকরা এর আগে অর্জনের চেয়ে শক্তিশালী মাত্রার ক্রম সম্পর্কে। এটি বজ্রপাত-দ্রুত রিডআউট সহ একটি কোয়ান্টাম সিস্টেম সক্ষম করতে পারে।
“এই কাজটি গল্পের শেষ নয় This এটি মৌলিক পদার্থবিজ্ঞানের বিক্ষোভ, তবে এখন গ্রুপে কাজ চলছে যা সত্যিই দ্রুত রিডআউটটি উপলব্ধি করার জন্য চলছে,” ওব্রায়েন বলেছেন।
এর মধ্যে একটি রিডআউট সার্কিট তৈরি করতে ফিল্টারগুলির মতো অতিরিক্ত বৈদ্যুতিন উপাদান যুক্ত করা জড়িত যা বৃহত্তর কোয়ান্টাম সিস্টেমে অন্তর্ভুক্ত করা যেতে পারে।
গবেষকরা অত্যন্ত শক্তিশালী ম্যাটার-ম্যাটার কাপলিংও প্রদর্শন করেছিলেন, কোয়ান্টাম অপারেশনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ অন্য ধরণের কুইবিট ইন্টারঅ্যাকশন। এটি অন্য একটি ক্ষেত্র যা তারা ভবিষ্যতের কাজের সাথে অন্বেষণ করার পরিকল্পনা করে।
কোয়ান্টাম কম্পিউটারের জন্য দ্রুত অপারেশন এবং রিডআউট বিশেষত গুরুত্বপূর্ণ কারণ কুইটসের সসীম জীবনকাল রয়েছে, এটি একটি ধারণা যা সংহতি সময় হিসাবে পরিচিত।
শক্তিশালী ননলাইনার কাপলিং একটি কোয়ান্টাম প্রসেসরকে দ্রুত চালাতে সক্ষম করে এবং কম ত্রুটি সহ, যাতে কুইটগুলি একই সময়ে আরও বেশি ক্রিয়াকলাপ সম্পাদন করতে পারে। এর অর্থ হ’ল কুইটগুলি তাদের জীবনকাল চলাকালীন আরও বেশি ত্রুটি সংশোধন চালাতে পারে।
“আপনি যত বেশি ত্রুটি সংশোধন করতে পারেন, তত কম ত্রুটি ফলাফলের মধ্যে হবে,” আপনি বলেছেন।
দীর্ঘমেয়াদে, এই কাজটি বিজ্ঞানীদের একটি ত্রুটি-সহনশীল কোয়েলাম কম্পিউটার তৈরি করতে সহায়তা করতে পারে, যা ব্যবহারিক, বৃহত আকারের কোয়ান্টাম গণনার জন্য প্রয়োজনীয়।
এই গবেষণাটি অংশে আর্মি রিসার্চ অফিস, কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের জন্য এডাব্লুএস সেন্টার এবং কোয়ান্টাম ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের জন্য এমআইটি সেন্টার দ্বারা সমর্থিত ছিল।