ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിങ്
From Wikipedia, the free encyclopedia
ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തിലെ അടിസ്ഥാന ആശയങ്ങളായ ക്വാണ്ടം വിശിഷ്ടസ്ഥിതി (super position), ക്വാണ്ടം കെട്ടുപിണച്ചിൽ (quantum entanglement) തുടങ്ങിയവയെ അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തി പ്രവർത്തിയ്ക്കുന്ന കമ്പ്യൂട്ടിങ് ആണ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിങ്.[1] ഇത്തരം കമ്പ്യൂട്ടിങ് ചെയ്യാൻ കഴിവുള്ള ഒരു കംപ്യൂട്ടറിനെ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ എന്ന് വിളിയ്ക്കുന്നു. ദ്വയാങ്ക അവസ്ഥകളുള്ള ട്രാന്സിസ്റ്ററുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി പ്രവർത്തിയ്ക്കുന്ന സാധാരണ ഡിജിറ്റൽ കംപ്യൂട്ടറുകളെക്കാൾ വളരെ വ്യത്യസ്തമായാണ് ഇത് പ്രവർത്തിയ്ക്കുന്നത്. സാധാരണ ഡിജിറ്റൽ കംപ്യൂട്ടറുകളിൽ രണ്ടു സ്റ്റേറ്റുകൾ (0 അല്ലെങ്കിൽ 1) മാത്രമുള്ള ബിറ്റുകളിലേക്കാണ് വിവരം എൻകോഡ് ചെയ്യപ്പെടുന്നത്. എന്നാൽ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിൽ ഇത് ക്യൂബിറ്റുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന പ്രത്യേകതരം ബിറ്റുകളിലാണ് എൻകോഡ് ചെയ്യപ്പെടുന്നത്. ഇത്തരം ബിറ്റുകളിൽ വിവരം വ്യത്യസ്ത ക്വാണ്ടം അവസ്ഥകളുടെ ഒരു വിശിഷ്ടസ്ഥിതിയിലാണ് ഉണ്ടാവുക. ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിന്റെ സൈദ്ധാന്തിക മാതൃകയാണ് ക്വാണ്ടം ട്യൂറിംഗ് യന്ത്രം.
പോൾ ബെനിയോഫ്[2], യൂറി മാനിൻ എന്നിവർ 1980 ലും[3] റിച്ചാർഡ് ഫെയ്ൻമാൻ 1982 ലും,[4] ഡേവിഡ് ഡോയ്ഷ് 1985 ലും[5] ചെയ്ത ഗവേഷണങ്ങളാണ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിങിന് അടിത്തറയിട്ടത്. 1968 ൽ ക്വാണ്ടം സ്ഥലകാലം എന്ന ആശയത്തിനു വേണ്ടി ക്വാണ്ടം തിരിച്ചിൽ (quantum spin) അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തിയുള്ള ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ എന്ന ആശയം ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു.[6]
2018 ലും ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടറുകളുടെ രൂപീകരണം ശൈശവാവസ്ഥയിൽ തന്നെയാണ്. ഏതാനും ക്യൂബിറ്റുകൾ മാത്രം ഉപയോഗിച്ചുള്ള ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടറുകളേ ഇതുവരെ നിർമ്മിയ്ക്കപ്പെട്ടിട്ടുള്ളൂ.[7] പല ദേശീയ സർക്കാരുകളും സൈനിക ഏജൻസികളും ഇതിന്റെ ഗവേഷണത്തിൽ വ്യാപൃതരായിട്ടുണ്ട്. സൈനികേതരമായ ആവശ്യങ്ങൾക്ക് പുറമെ ക്രിപ്റ്റോ അനാലിസിസ് പോലെയുള്ള ദേശീയ സുരക്ഷയ്ക്കുള്ള സങ്കേതങ്ങൾക്കു വേണ്ടിയും ഇത് ഉപയോഗിയ്ക്കാം എന്ന് തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.[8] ഐ.ബി.എം ക്വാണ്ടം എക്സ്പീരിയൻസ് എന്ന പരിപാടിയിലൂടെ 20 ക്യൂബിറ്റുകൾ ഉള്ള ഒരു ചെറിയ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ ഗവേഷങ്ങൾക്കായി ലഭ്യമാണ്. ഡി-വേവ് എന്ന കമ്പനി ക്വാണ്ടം അനീലിങ് (quantum annealing) എന്ന പ്രക്രിയ വഴി പ്രവർത്തിയ്ക്കുന്ന ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ ഡിസൈൻ ചെയ്തിട്ടുണ്ട്.[9]
ശരിയായ രീതിയിൽ നിർമ്മിയ്ക്കപ്പെട്ട ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ ചില പ്രത്യേക അൽഗോരിതങ്ങൾ സാധാരണ കംപ്യൂട്ടറുകളെക്കാൾ വേഗതയിൽ ഓടിയ്ക്കും എന്ന് സൈദ്ധാന്തികമായി തെളിയിയ്ക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന് ഒരു സംഖ്യയെ അതിന്റെ ഘടകങ്ങളായി വിഭജിയ്ക്കുന്ന പ്രക്രിയ ഷോറിന്റെ അൽഗോരിതം (shor's algorithm) എന്ന ക്വാണ്ടം അൽഗോരിതം വഴി വളരെ വേഗത്തിൽ ഓടിയ്ക്കാവുന്നതാണ്. സാധാരണ അൽഗോരിതത്തെ അപേക്ഷിച്ചു ഇതിന്റെ സമയ സങ്കീർണ്ണത (time complexity) വളരെ മെച്ചമാണ്. സംഖ്യകളെ ഘടകങ്ങളാക്കുന്ന അൽഗോരിതം ഉപയോഗിച്ചാണ് ഇന്നു കാണുന്ന ഒരുവിധം എൻക്രിപ്ഷൻ സങ്കേതങ്ങൾ (പ്രത്യേകിച്ചും ആർ.എസ്.എ എന്ന എൻക്രിപ്ഷൻ സങ്കേതം) ഡിസൈൻ ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുള്ളത്. അതിനാൽ ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ ഇന്നത്തെ എൻക്രിപ്ഷൻ വ്യവസ്ഥകളെ തകിടം മറിയ്ക്കുമെന്ന് പലരും കരുതുന്നു.[10]