के हो क्वान्टम प्रोसेसिङ युनिट? यसले कसरी काम गर्छ?

काठमाडौं ।

क्वान्टम कम्प्युटरको मुख्य भागमध्ये एक क्वान्टम प्रोसेसिङ युनिट (क्यूपीयू) हो, जसलाई क्वान्टम प्रोसेसर पनि भनिन्छ। परम्परागत कम्प्युटरले प्रयोग गर्ने बाइनरी बिट (० र १) को सट्टा क्वान्टम कम्प्युटरले क्वान्टम बिट अर्थात् क्यूबिट प्रयोग गर्छ।

लाइभसाइन्स डटकमका अनुसार यी क्यूबिट सूक्ष्म कणहरू हुन्, जसले क्वान्टम मेकानिक्सका गुणहरू प्रयोग गरेर ठूलो मात्रामा डाटा प्रतिनिधित्व र प्रशोधन गर्न सक्छन्।

क्वान्टम प्रोसेसरले क्यूबिटहरूलाई कार्य सम्पन्न गर्नका लागि परिवर्तन गर्छ ठ्याक्कै त्यस्तै जसरी साधारण कम्प्युटरको केन्द्रीय प्रोसेसिङ युनिट (सीपीयू) ले बाइनरी बिटहरू (० र १) प्रयोग गरेर गणना गर्छ।

तर परम्परागत प्रोसेसरको विपरीत क्वान्टम प्रोसेसरले बाइनरी गेटहरूको सट्टा क्वान्टम गेटहरू प्रयोग गर्छ। यी गेटहरूले क्वान्टम फिजिक्सका अनौठा गुणहरू जस्तै सुपरपोजिसन र इन्टाङ्गलमेन्ट, उपयोग गर्छन्, जसले गर्दा केही गणनाहरू साधारण कम्प्युटरको तुलनामा धेरै छिटो गर्न सम्भव हुन्छ।

क्वान्टम संसारका यी अनौठा नियमहरूले जटिल समस्या समाधान गर्न क्वान्टम कम्प्युटरलाई अत्यधिक छिटो र प्रभावकारी बनाउँछ, जुन परम्परागत कम्प्युटरहरूले गर्न धेरै समय लिने थियो।

यी प्राविधिक चुनौतीहरूले क्वान्टम प्रोसेसरहरूलाई अत्यन्तै संवेदनशील बनाउँछ, जुन सानोतिनो बाह्य अवरोधमा पनि असर पर्छ।

साना कम्पनले पनि क्वान्टम प्रोसेसरलाई कार्य सफलतापूर्वक सम्पन्न गर्नबाट रोक्न सक्छ, जसको अर्थ ती हाल प्रयोगशालाबाहिरको वातावरणमा उपयुक्त छैनन्।

क्लासिकल (परम्परागत) एल्गोरिदमहरू क्वान्टम फिजिक्समा प्रयोग गर्न सकिँदैन, त्यसैले क्वान्टम प्रोसेसरहरूले क्वान्टम एल्गोरिदमहरू प्रयोग गर्छन्, जसले कोडलाई फरक ढंगले कार्यान्वयन गर्न मद्दत गर्ने लाइभसाइन्सले उल्लेख गरेको छ।

क्वान्टम एल्गोरिदमहरूको अनौठो स्वभावले क्वान्टम विशेषताहरूको फाइदा उठाएर डाटा छिटो प्रशोधन गर्न सक्षम बनाउँछ।

यद्यपि क्वान्टम प्रोसेसरहरूले आजको सबैभन्दा शक्तिशाली सुपरकम्प्युटरहरूका लागि पनि अत्यधिक जटिल गणनाहरू गर्न सक्छन्, तिनीहरू कुनै पनि ‘असमाधानयोग्य’ समस्याहरू, जसलाई सिद्धान्ततः समाधान गर्न सकिँदैन, समाधान गर्न सक्षम छैनन्।

क्वान्टम प्रोसेसिङ युनिटहरूको विकास परम्परागत सीपीयूको प्रारम्भिक विकाससँग मिल्दोजुल्दो छ। विभिन्न प्रकारका क्वान्टम प्रोसेसर युनिट आर्किटेक्चरहरू भए तापनि आगामी वर्षहरूमा प्रविधि परिष्कृत र सुधार हुँदै जाँदा यी सबै एकल स्ट्याण्डर्ड डिजाइनमा रूपान्तरण हुने सम्भावना छ।

यो प्रविधि अझै प्रारम्भिक अवस्थामा रहेको हुँदा अहिलेको लागि क्वान्टम प्रोसेसर विकास गर्ने कुनै स्ट्याण्डर्ड आर्किटेक्चर वा दृष्टिकोण छैन र एक क्वान्टम प्रोसेसर अर्को भन्दा एकदम फरक तरिकामा काम गर्न सक्छ।

यी भिन्न आर्किटेक्चरहरूको कारणले गर्दा विभिन्न प्रकारका क्वान्टम प्रोसेसरहरूको क्षमता तुलना गर्न गाह्रो हुन सक्छ।

क्वान्टम प्रोसेसरहरूले कसरी काम गर्छन्?

क्वान्टम प्रोसेसरहरूको विकासले अझै महत्त्वपूर्ण व्यावहारिक चुनौतीहरू भोगिरहेको छ। प्रभावकारी र सही हुनका लागि क्वान्टम प्रोसेसरहरूले क्यूबिट स्थिरता कायम गर्नुपर्छ र सुसज्जित त्रुटि सुधार प्रणालीहरू हुनु अनिवार्य छ।

यी दुवै तत्वहरू ठूलो स्तरको गणनाहरू सही ढंगले गर्न सक्ने क्वान्टम कम्प्युटरहरूको विकासका लागि आवश्यक छन्।

तर समस्याको एक भाग भनेको क्यूबिटहरू स्वाभाविक रूपमा नाजुक हुन्छन् र विभिन्न बाह्य वातावरणीय अवस्थाहरूले यिनिहरुलाई असर पार्न सक्छन्।

सटिकताको लागि अनिवार्य स्थिर क्यूबिट अवस्था प्रायः (तर अनिवार्य रूपमा होइन) उच्च शक्ति भएका चुम्बकीय क्षेत्रहरूको प्रयोग गरेर वा क्वबिटहरूलाई लगभग शून्यमा जमेका अवस्थामा राखेर हासिल गरिन्छ।

यसका साथै, क्यूबिट अवस्थाहरूमा अनावश्यक परिवर्तनहरू पत्ता लगाउने विभिन्न प्रविधिहरूमा साथै बाह्य अवरोधहरूको लागि सुधार वा क्षतिपूर्ति गर्नका लागि पनि अनुसन्धान भइरहेको छ।