সুইডিশ গবেষকরা রসায়নে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং প্রয়োগ করতে ত্রুটি প্রশমন কৌশল ব্যবহার করেন

এপ্রিল 20, 2023 — চালমারস ইউনিভার্সিটির গবেষকরা ঘোষণা করেছেন যে সুইডেনে প্রথমবারের মতো, রেফারেন্স-স্টেট এরর মিটিগেশন (REM) নামে একটি পদ্ধতি ব্যবহার করে রসায়নের বাস্তব জীবনের ক্ষেত্রে গণনার জন্য একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার ব্যবহার করা হয়েছে, যা গবেষকরা বলছেন যে কোয়ান্টাম কম্পিউটার এবং একটি প্রচলিত কম্পিউটার উভয়ের গণনা ব্যবহার করে গোলমালের কারণে যে ত্রুটিগুলি ঘটে তা সংশোধন করে কাজ করে৷

"কোয়ান্টাম কম্পিউটার তত্ত্বগতভাবে এমন ক্ষেত্রে ব্যবহার করা যেতে পারে যেখানে ইলেকট্রন এবং পারমাণবিক নিউক্লিয়াস আরও জটিল উপায়ে চলে। আমরা যদি তাদের পূর্ণ সম্ভাবনাকে কাজে লাগাতে শিখতে পারি, তাহলে আমরা যা গণনা করা এবং বোঝা সম্ভব তার সীমানা এগিয়ে নিতে সক্ষম হব,” বলেছেন মার্টিন রহম, রসায়ন ও রাসায়নিক প্রকৌশল বিভাগের তাত্ত্বিক রসায়ন বিভাগের সহযোগী অধ্যাপক, যিনি নেতৃত্ব দিয়েছেন। অধ্যয়ন.

কোয়ান্টাম রসায়নের ক্ষেত্রের মধ্যে, কোয়ান্টাম মেকানিক্সের নিয়মগুলি বোঝার জন্য ব্যবহার করা হয় কোন রাসায়নিক বিক্রিয়া সম্ভব, কোন কাঠামো এবং উপাদানগুলি বিকাশ করা যেতে পারে এবং তাদের কী বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এই ধরনের অধ্যয়ন সাধারণত সুপার কম্পিউটারের সাহায্যে করা হয়, যা প্রচলিত লজিক্যাল সার্কিট দিয়ে তৈরি। তবে একটি সীমা আছে যার জন্য গণনা প্রচলিত কম্পিউটারগুলি পরিচালনা করতে পারে। যেহেতু কোয়ান্টাম মেকানিক্সের নিয়মগুলি একটি সাবঅ্যাটমিক স্তরে প্রকৃতির আচরণকে বর্ণনা করে, তাই অনেক গবেষক বিশ্বাস করেন যে একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার একটি প্রচলিত কম্পিউটারের চেয়ে আণবিক গণনা করার জন্য আরও ভালভাবে সজ্জিত হওয়া উচিত।

“এই বিশ্বের বেশিরভাগ জিনিসই সহজাতভাবে রাসায়নিক। উদাহরণ স্বরূপ, আমাদের শক্তি বাহক, জীববিজ্ঞানের পাশাপাশি পুরানো বা নতুন গাড়িতে, ইলেকট্রন এবং পারমাণবিক নিউক্লিয়াস দিয়ে তৈরি হয় অণু এবং পদার্থে বিভিন্ন উপায়ে সাজানো। কোয়ান্টাম রসায়নের ক্ষেত্রে আমরা যে সমস্যাগুলি সমাধান করি তার মধ্যে কোনটি তাদের বৈশিষ্ট্য সহ এই ব্যবস্থাগুলির মধ্যে কোনটি বেশি সম্ভাবনাময় বা সুবিধাজনক তা গণনা করা হয়, "মার্টিন রাহম বলেছেন।

কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি গবেষকরা যা লক্ষ্য করছেন তা অর্জন করার আগে এখনও একটি উপায় রয়েছে। গবেষণার এই ক্ষেত্রটি এখনও তরুণ এবং ছোট মডেলের গণনাগুলি যা চালানো হয় কোয়ান্টাম কম্পিউটারের আশেপাশের শব্দ দ্বারা জটিল। যাইহোক, মার্টিন রহম এবং তার সহকর্মীরা এখন একটি পদ্ধতি খুঁজে পেয়েছেন যা তারা একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ হিসাবে দেখেন। পদ্ধতিটিকে রেফারেন্স-স্টেট এরর মিটিগেশন (REM) বলা হয় এবং কোয়ান্টাম কম্পিউটার এবং একটি প্রচলিত কম্পিউটার উভয়ের গণনা ব্যবহার করে গোলমালের কারণে ঘটে যাওয়া ত্রুটিগুলি সংশোধন করে কাজ করে।

"অধ্যয়নটি ধারণার একটি প্রমাণ যে আমাদের পদ্ধতিটি কোয়ান্টাম-রাসায়নিক গণনার গুণমান উন্নত করতে পারে৷ এটি একটি দরকারী টুল যা আমরা কোয়ান্টাম কম্পিউটারে আমাদের গণনার উন্নতি করতে ব্যবহার করব, "রাহম বলেছেন।

পদ্ধতির পিছনে নীতি হল প্রথমে একটি প্রচলিত এবং একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটারে একই সমস্যা বর্ণনা এবং সমাধান করে একটি রেফারেন্স অবস্থা বিবেচনা করা। এই রেফারেন্স স্টেটটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার দ্বারা সমাধান করার উদ্দেশ্যে মূল সমস্যার চেয়ে একটি অণুর একটি সহজ বর্ণনা উপস্থাপন করে। একটি প্রচলিত কম্পিউটার সমস্যাটির এই সহজ সংস্করণটি দ্রুত সমাধান করতে পারে। উভয় কম্পিউটার থেকে ফলাফল তুলনা করে, গোলমালের কারণে ত্রুটির পরিমাণের জন্য একটি সঠিক অনুমান করা যেতে পারে। রেফারেন্স সমস্যার জন্য দুটি কম্পিউটারের সমাধানের মধ্যে পার্থক্যটি কোয়ান্টাম প্রসেসরে চালানোর সময় আসল, আরও জটিল, সমস্যার সমাধানের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। Chalmers এর কোয়ান্টাম কম্পিউটার Särimner* থেকে তথ্যের সাথে এই নতুন পদ্ধতির সমন্বয় করে গবেষকরা হাইড্রোজেন এবং লিথিয়াম হাইড্রাইডের মতো ছোট উদাহরণের অণুগুলির অন্তর্নিহিত শক্তি গণনা করতে সফল হয়েছেন। একটি প্রচলিত কম্পিউটারে সমতুল্য গণনাগুলি আরও দ্রুত সম্পন্ন করা যেতে পারে, তবে নতুন পদ্ধতিটি একটি গুরুত্বপূর্ণ বিকাশের প্রতিনিধিত্ব করে এবং এটি সুইডেনের একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটারে একটি কোয়ান্টাম রাসায়নিক গণনার প্রথম প্রদর্শন।

"আমরা যখন কোয়ান্টাম কম্পিউটারের পরবর্তী প্রজন্ম প্রস্তুত হয় তখন বৃহত্তর এবং আরও জটিল অণুগুলির গণনার অনুমতি দেওয়ার জন্য পদ্ধতির আরও বিকাশের জন্য ভাল সম্ভাবনা দেখতে পাচ্ছি," মার্টিন রাহম বলেছেন।

গবেষণাটি মাইক্রোটেকনোলজি এবং ন্যানোসায়েন্স বিভাগের সহকর্মীদের সাথে ঘনিষ্ঠ সহযোগিতায় পরিচালিত হয়েছে। তারা কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরি করেছে যা গবেষণায় ব্যবহৃত হয় এবং রাসায়নিক গণনার জন্য প্রয়োজনীয় সংবেদনশীল পরিমাপগুলি সম্পাদন করতে সাহায্য করেছে।

"এটি শুধুমাত্র বাস্তব কোয়ান্টাম অ্যালগরিদম ব্যবহার করেই আমরা বুঝতে পারি যে আমাদের হার্ডওয়্যারটি কীভাবে কাজ করে এবং আমরা কীভাবে এটিকে উন্নত করতে পারি। রাসায়নিক গণনা হল প্রথম ক্ষেত্রগুলির মধ্যে একটি যেখানে আমরা বিশ্বাস করি যে কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি উপযোগী হবে, তাই মার্টিন রহমের গ্রুপের সাথে আমাদের সহযোগিতা বিশেষভাবে মূল্যবান," বলেছেন জোনাস বাইল্যান্ডার, মাইক্রোটেকনোলজি এবং ন্যানোসায়েন্স বিভাগের কোয়ান্টাম টেকনোলজির সহযোগী অধ্যাপক৷

নিবন্ধ পড়ুন রেফারেন্স-স্টেট ইরর মিটিগেশন: অ্যা স্ট্র্যাটেজি ফর হাই অ্যাকুরেসি কোয়ান্টাম কম্পিউটেশন অফ কেমিস্ট্রি রাসায়নিক তত্ত্ব এবং গণনা জার্নালে.
নিবন্ধটি ফাল্গুন লোলুর, মার্টেন স্কোগ, ওয়ার্নার ডবরাউটজ, ক্রিস্টোফার ওয়ারেন, জাঙ্কা বিজনারোভা, আমর ওসমান, জিওভানা ​​ট্যানক্রেডি, গোরান ওয়েন্ডিন, জোনাস বাইল্যান্ডার এবং মার্টিন রহম লিখেছেন। গবেষকরা চালমার ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজিতে সক্রিয়।

গবেষণার সহযোগিতায় পরিচালিত হয়েছে কোয়ান্টাম প্রযুক্তির জন্য ওয়ালেনবার্গ সেন্টার (WACQT) এবং EU-প্রকল্প OpensuperQ. OpensuperQ একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরির লক্ষ্যে 10টি ইউরোপীয় দেশের বিশ্ববিদ্যালয় এবং কোম্পানিগুলিকে সংযুক্ত করে এবং এর সম্প্রসারণটি চ্যামারসের গবেষকদের কোয়ান্টাম রাসায়নিক গণনার সাথে তাদের কাজের জন্য আরও অর্থায়নে অবদান রাখবে।

*Särimner হল কোয়ান্টাম টেকনোলজির জন্য Wallenberg Center (WACQT) এর কাঠামোর মধ্যে Chalmers দ্বারা নির্মিত পাঁচটি qubits বা কোয়ান্টাম বিট সহ একটি কোয়ান্টাম প্রসেসরের নাম। এর নাম নর্ডিক পৌরাণিক কাহিনী থেকে ধার করা হয়েছে, যেখানে শূকর Särimner কে প্রতিদিন কসাই করে খাওয়া হত, শুধুমাত্র পুনরুত্থিত হওয়ার জন্য।
Särimner এখন 25 কিউবিট সহ একটি বৃহত্তর কম্পিউটার দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছে এবং WACQT-এর লক্ষ্য হল 100 কিউবিট সহ একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরি করা যা আজকের সেরা প্রচলিত সুপার-কম্পিউটারগুলির ক্ষমতার চেয়ে অনেক বেশি সমস্যার সমাধান করতে পারে।

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• প্লেটোব্লকচেন। Web3 মেটাভার্স ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• অ্যাড্রিয়েন অ্যাশলির সাথে ভবিষ্যত মিন্টিং। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://insidehpc.com/2023/04/swedish-researchers-use-error-mitigation-technique-to-apply-quantum-computing-to-chemistry/