Silicon Valley ප්‍රදේශයේ ඇති NASA ආයතනයට අයත් පර්යේෂණාගාරයක, Google සමාගම ක්වන්ටම් පරිගණකයක් අත්හදාබලමින් සිටී. ක්වන්ටම් පරිගණක යනු ක්වන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ එන විස්මයජනක නියමයන් මත හෙවත් පරමාණු, ඉලෙක්ට්‍රෝන සහ ෆෝටෝන වල භෞතිකත්වය මත පදනම් වූ යන්ත්‍ර වර්යකි. D-Wave ලෙස හඳුන්වන මෙම පරිගණකය මත ඇමරිකානු ඩොලර් මිලියන 10ක මිලක් පවතින අතර, සාම්ප්‍රදායික භෞතික විද්‍යා මූලධර්ම මත ගොඩනැඟුනු පරිගණක වලට වඩා මෙම යන්ත්‍රයට ඇතැම් කාර්යයන් සුපිරි වේගයකින් සිදුකළ හැක.
මෙහිදී මතුවූ ගැටලුව නම්, මෙම D-Wave යන්ත්‍රයට එදිනෙදා ජීවිතයේ හමුවන සත්‍ය ලෙසම ප්‍රයෝජනවත් කෘත්‍යයන් (විද්‍යාගාර පරීක්‍ෂණ නොව) සඳහා මෙම තාක්‍ෂණික පිම්ම පැනීමට හැකිද යන්න ලොව ඉහළතම ක්වන්ටම් පරිගණක පර්යේෂකයින්ට පවා ස්ථිරව ප්‍රකාශ කළ නොහැකි වීමයි. නමුත් සිය D-Wave පරිගණකය මාස කිහිපයක් පරිහරණය කළ Google සමාගමෙහි විශ්වාසය මෙම යන්ත්‍රය ඉතාමත් ප්‍රයෝජනවත් එකක් වියහැකි බවයි.
D-Wave යන්ත්‍රය සමග Google සමාගම සිදුකරන පරීක්‍ෂණ පිළිබඳව සොයා බලන Harmut Neven මහතා පවසන්නේ, අනාගතයේදී, යාන්ත්‍රික ඉගෙනීම සැළකියයුතු ලෙස වර්ධනය වනු ඇති බවයි. (යාන්ත්‍රික ඉගෙනීම යනු ඡායාරූප හඳුනාගැනීම, පවසන වචන හඳුනාගැනීම, ස්වභාවික භාෂාව තේරුම්ගැනීම යනාදිය සඳහා පරිගණක විසින් භාවිතා කෙරෙන ක්‍රමවේදයයි. අනාගතයේ යම් දිනෙක සාමාන්‍ය දැනීම අනුකරණයට පවා අවශ්‍ය විශාල දත්ත ගොනු විශ්ලේෂණයට පරිගණක විසින් භාවිතා කෙරෙනු ඇත්තේ මෙම ක්‍රමයයි.)
සිය සමාගමේ අත්හදාබැලීම් විස්තර කරමින් මෑතකදී Google සමාගම විසින් නිකුත් කළ පර්යේෂණාත්මක පත්‍රිකාව සැකසීමේ දී ද සහය දැක්වූ Neven මහතා, D-Wave යන්ත්‍රය සැසඳුවේ 1903 වසරේ Kitty Hawkහිදී Wright සොයුරන් පියාසර කළ මුල්ම ගුවන් යානය සමගයි. එම යානය පොළොවෙන් ඉහළට එසවුණේ සුළු මොහොතකට පමණක් වුවද, එය විප්ලවයක ඇරඹුමක් විය. “ඔවුන්ගෙ යානය වාතය හරහා ප්‍රක්‍ෂේපණය වුණා,” ඔහු කීය. “ඒකයි මූලිකම දේ!”. ඒ අයුරින්ම, ඔහුට අනුව, සාම්ප්‍රදායික භෞතික විද්‍යා නියමයන් පරයා යමින් යම් යම් ගැටලු විසඳීමට D-Wave හට හැකිවී ඇත.
ඇතුළත කතාව
ක්වන්ටම් පරිගණකය පිළිබඳ අදහස මුලින්ම ඉදිරිපත් කළේ බ්‍රිතාන්‍ය ජාතික David Deutsch නැමැති භෞතික විද්‍යාඥයා ය. මෙම ලිපිය කියවීමට ඔබ භාවිත කරනා වර්ගයේ සාම්ප්‍රදායික පරිගණකයක දත්ත ගබඩාකිරීම සිදුවන්නේ කුඩා ට්‍රාන්සිස්ටර තුළ ය. ඕනෑම ට්‍රාන්සිස්ටරයක දත්ත ‘බිට්’ (bit) එකක් ගබඩා කළ හැක. ට්‍රාන්සිස්ටරය සක්‍රිය නම් එහි “1” ද, අක්‍රිය නම් එහි “0” ද ගබඩා වී ඇත. නමුත් Deutsch යෝජනා කළ යන්ත්‍රයේ දත්ත ගබඩා වන්නේ ක්වන්ටම් ක්‍රමවේදයකට අනුවය, හෙවත් ‘ක්‍යුබිට්’ (qubit) ලෙසය. ක්වන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ එන අධිස්ථාපන මූලධර්මයට පින් සිදුවන්නට, මෙම ක්‍යුබිට් එකක් තුළ “0”ක් සහ “1”ක් එකවිටම ගබඩා කොට තැබිය හැකිය. ඒ අයුරින් ක්‍යුබිට් දෙකකට අගයන් හතරක් එකවර රඳවාගත හැක (00, 01. 10 සහ 11). තව තවත් ක්‍යුබිට් එක්කිරීම මගින්, සෛද්ධාන්තිකව, ඔබට සාම්ප්‍රදායික පරිගණක වලට වඩා ඝාතීයව බලය වැඩිවන යන්ත්‍ර නිර්මාණය කළ හැකිය.[mks_pullquote align=”right” width=”300″ size=”24″ bg_color=”#323135″ txt_color=”#ffffff”]ක්වන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ එන අධිස්ථාපන මූලධර්මයට පින් සිදුවන්නට, මෙම ක්‍යුබිට් එකක් තුළ “0”ක් සහ “1”ක් එකවිටම ගබඩා කොට තැබිය හැකිය.[/mks_pullquote]
එය එක්වරම සිතාගැනීමට ඔබට අපහසු ද? සත්‍ය ලෙසම ක්‍රියා කරන ක්වන්ටම් පරිගණකයක් තැනීම ඊටත් වඩා අතිශය දුෂ්කර ය. මෙහි ඇති ගැටලුව නම් ඔබ ක්වන්ටම් පද්ධතියක් නිරීක්‍ෂණය කරන විට එය ප්‍රතිසංසක්ත (decohere) වීමයි. එනම් එක් අගයක් පමණක් ගබඩා කළ හැකි සාමාන්‍ය බිට් එකක් බවට හැරීමයි. අගයන් දෙකක් එකවිට ගබඩාකර තබාගතහැකි වුවද, අගයන් දෙකක් එකවර නිරූපණය කළ නොහැකි වීම ප්‍රතිසංසක්ත වීමට හේතුවයි. එවිට එය තවදුරටත් ක්වන්ටම් පද්ධතියක් ලෙස ක්‍රියා නොකරයි.
2007 වර්ෂයේදී, කොලොම්බියානු සමාගමක් වන D-Wave සමාගම, බිට්-16 ක්වන්ටම් පරිගණකයකැයි හැඳින්වූ යන්ත්‍රයක් වෙළඳපොළට හඳුන්වා දුනි. එදා සිට අද දක්වා මෙම යන්ත්‍රය ක්‍යුබිට් 1000කටත් වඩා ඇති තත්ත්වයකට සංවර්ධනය වී ඇතැයි පැවසේ. නමුත් මෙම ප්‍රකාශ විවාදාත්මකය. D-Wave යනු “විශ්වීය ක්වන්ටම් පරිගණකයක්” නොවේ; එනම් සියළුම ආකාරයේ ගණනය කිරීම් සඳහා එය ගැලපෙන්නේ නැත. එය නිර්මාණය කර ඇත්තේ “සංයුක්තක ප්‍රශස්තීකරණ ගැටලු (combinatorial optimization problems)”—විකල්ප සිය දහස් ගණනක් ඇති විට ඒ සියල්ල අතරින් හොඳම විකල්පය තේරීමේ ගැටලු—මෙහෙයවීමටයි. එවන් ගැටලු විසඳීම මිනිස් ජාන විශ්ලේෂණයේ සිට යාන්ත්‍රික ඉගෙනීම දක්වාම ඇති සියලුම ක්‍ෂේත්‍ර වල කොටසකි. නමුදු තවමත් මෙම යන්ත්‍රයට එම ගැටලු සාම්ප්‍රදායික පරිගණක වලට වඩා හොඳින් විසඳිය හැකි බවට සාක්‍ෂියක් නොමැත.
නවතම D-Wave නිමැවුම, D-Wave 2X, සතුව සුපිරි සන්නායක පරිපථ 1000ක් පමණ ඇත. යන්ත්‍රය තුළදී මෙම පරිපථ නිරපේක්‍ෂ ශුන්‍යයට ඉතා ආසන්න උෂ්ණත්වයක් දක්වා සිසිල් කෙරේ. එම උෂ්ණත්වයේදී, පරිපථ ක්වන්ටම් අවස්ථාවකට පත්වන අතර එවිට පරිපථ හරහා දක්‍ෂිණාවර්තව සහ වාමාවර්තව එකම අවස්ථාවක විදුලිය ගමන් කරයි. එවිට යන්ත්‍රය මෙම ක්‍යුබිට මගින් යම් යම් ගණනය කිරීම් සිදුකිරීමට විවිධාකාර ඇල්ගොරිතම භාවිතා කරයි. මූලිකවම, මෙම ඇල්ගොරිතම අදාළ ගණනය කිරීම් සම්පූර්ණ කරන්නේ, පද්ධතිය එහි පරිපථ වල උෂ්ණත්වය කෙමෙන් කෙමෙන් ඉහළ නංවද්දී කිසියම් අවස්ථාවකදී යම් පරිපථ ප්‍රමාණයක් එක් අගයක් ලබාගැනීමේ සම්භාවිතාව තීරණය කිරීමෙනි.[mks_pullquote align=”left” width=”300″ size=”24″ bg_color=”#323135″ txt_color=”#ffffff”]යන්ත්‍රය තුළදී මෙම පරිපථ නිරපේක්‍ෂ ශුන්‍යයට ඉතා ආසන්න උෂ්ණත්වයක් දක්වා සිසිල් කෙරේ. එම උෂ්ණත්වයේදී, පරිපථ ක්වන්ටම් අවස්ථාවකට පත්වන අතර එවිට පරිපථ හරහා දක්‍ෂිණාවර්තව සහ වාමාවර්තව එකම අවස්ථාවක විදුලිය ගමන් කරයි.[/mks_pullquote]
මෙහි අරමුණ ක්වන්ටම් මෘදුකරණය (quantum annealing) නම් තත්ත්වය උදාකර ගැනීමයි. මෙය සාම්ප්‍රදායික මවාපෑම් මෘදුකරණය (simulated annealing) නම් සාමාන්‍ය අවස්ථාව අභිබවා ගිය තත්ත්වයකි. මවාපෑම් මෘදුකරණය (simulated annealing) යනු ගණිතමය විසඳුමක් සෙවීමේ එක්තරා ක්‍රමයකි. එය කඳු පන්ති වලින් සමන්විත වූ විශාල ප්‍රදේශයක පහතම ලක්‍ෂ්‍යය සෙවීම වැනි කාර්යයකි. එය සිදුකිරීමට ඔබට ගැඹුරුම නිම්නය හමුවන තුරු, කඳු නගිමින් බහිමින් ගමන්කිරීමට සිදුවේ. නමුත් ක්වන්ටම් මෘදුකරණය (quantum annealing) සමගින්, ඔබට කඳු හරහා ගමන්කරමින් එම නිම්නය සොයාගත හැක—සෛද්ධාන්තිකව.
“සාම්ප්‍රදායික පද්ධති වල ඔයාට ලැබෙන්නෙ එක් පිටවීමේ මාර්ගයක් විතරයි. ඔයා ඊළඟ කන්දත් නැගලා ඒක බැස්සම තමයි දැන් ඉන්න තැනින් පිටවෙන්න පුළුවන්,” Neven කියයි, “ඒත් ක්වන්ටම් යාන්ත්‍රණයට පුළුවන් ඔයාට තව පිටවීමේ මාර්ගයක් හදලා දෙන්න. ඒ තමයි කඳු ගැටය හරහා—බාධකය හරහා ගමන් කිරීම.”
කාලයක් යනතුරු පර්යේෂකයින්ට තිබූ ගැටලුවක් වූයේ D-Wave හට සත්‍ය ලෙසම ක්වන්ටම් මෘදුකරණය සිදුකළ හැකිද යන්නයි. නමුත් දැන් Google හට ඒ ගැන සැකයක් නොමැත; අන් අයද එය ස්ථිර කරයි. “ක්වන්ටම් මෘදුකරණය කියන ක්‍රියාවලිය සිදුවෙන බවට අපිට හොඳ—ශක්තිමත්—සාක්‍ෂි ලැබිලා තියෙනවා,” Lidar කියයි. “ඇත්තටම ක්වන්ටම් ශක්තීන් වැඩකරන බවට සහ ඒවා අර්ථාන්විත පරිගණන කාර්යයක් ඉටුකරන බවට අපට දැන් තියෙන සැකය ඉතාමත් අල්පයි.” ඇතැම් අවස්ථා වලදී, Google පවසන පරිදි, මෙම ක්වන්ටම් මෘදුකරණයට සාම්ප්‍රදායික තනි-හර ප්‍රොසෙසරයක (single-core processor) මවාපෑම් මෘදුකරණය අභිබවනය කළහැකි අතර, 108 ගුණයක වැඩි වේගයකින් ගණනය කිරීම් සිදුකළ හැක. නමුත් ඔබ හමුවේ ඇත්තේ පොඩි කඳුගැට ගණනක් නම්, ක්වන්ටම් සහ මවාපෑම් මෘදුකරණ දෙකෙහි විශාල වෙනසක් ඔබට නොපෙනෙනු ඇත.
ක්වන්ටම් නියුරෝනමය දැල්
නියුරෝනමය ජාල ලෙස මෙහි හැඳින්වෙන්නේ මිනිස් මොළයේ ඇති නියුරෝන ජාලය අනුකරණය කරමින් ක්‍රියා කරන අතිවිශාල පරිගණක ජාල යි. බල්ලෙකුගේ ප්‍රමාණවත් ඡායාරූප ගණනක් ලබාදුනහොත්, ඉන්පසුව එම බල්ලාව හඳුනාගැනීමට මෙම නියුරෝනමය දැල් වලට ඉගෙනගත හැක. ප්‍රමාණවත් දෙබස් ගණනක් ලබාදුනහොත්, කතාබහක් දිගටම පවත්වාගෙන යාමට මේවාට ඉගෙනගත හැක. මේවා හුදෙක් සංකල්ප පමණක් නොවේ. Google searching, Siri, Facebook photo tagging වැනි සේවා පරිහරණය කර ඇති ඔබට එය යම් දුරකට වැටහෙනු ඇත. එවන් ඉහළ දැනුම් මට්ටමකට ළඟාවීමට අවශ්‍ය ශක්තිය D-Wave සතුවන බව Neven ගේ විශ්වාසයයි. ක්වන්ටම් මෘදුකරණය සමගින් නියුරෝනමය ජාල වලට දැනට වඩා අතිශය විශාල දත්ත ප්‍රමාණයක් ඉතා කුඩා කාලයකදී විශ්ලේෂණය කළ හැකිවනු ඇත.
එවන් පද්ධතියක් නිමවීමට දිගු කලක් ගතවේවි. එය ගැටලුවක් වියයුතු නැත. සාර්ථක ජෙට්ලයිනර් යානයක් ගොඩනැඟුනෙ Kitty Hawk හිදී වූ පළමු ගුවන් ගමනින් කොපමණ පසුවද!
මූලාශ්‍ර: WIRED
