அதிவேக குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர்!

ஜான் நாட்டன்

('தி இந்து’ நாளிதழின் வெற்றிக்கொடி இணைப்பிதழில் 31-05-2016 அன்று என் மொழிபெயர்ப்பில் வெளியான கட்டுரை)

புகழ்பெற்ற உயிரியலாளர் ஜே.பி.எஸ். ஹால்டேன் ஒருமுறை இப்படிச் சொன்னார்: “இந்த உலகம் நாம் நினைப்பதைவிட விசித்திரமானது மட்டுமல்ல, நம்மால் நினைக்க முடிவதைவிட விசித்திரமானது.” குவாண்டம் இயக்கவியல் பற்றிப் (Quantum Mechanics) படிக்கும்போது ஹால்டேனின் வாசகங்கள்தான் நினைவுக்குவருகின்றன.

தெரிந்ததெல்லாம் பிழையா?

அணுக்களுக்கு உள்ளே என்ன நிகழ்கிறது என்பதைப் பற்றி ஆய்வு செய்யும் இயற்பியல் துறைதான் குவாண்டம் இயக்கவியல். மென்மையான மனம் படைத்தவர்களுக்கான விஷயம் அல்ல இது. ஏனெனில், நம் புலன்களால் நாம் உணரக்கூடிய இந்த பெளதிக உலகத்தைப் பற்றி (physical world) நாம் தெரிந்துவைத்திருக்கும் எல்லாமே பிழையானவை என்று குவாண்டம் கோட்பாடு சொல்கிறது.

குவாண்டம் உலகில், அதாவது அணுக்களுக்கு உள்ளே, எல்லாமே விசித்திரமாகத் தோன்றுகின்றன. உதாரணத்துக்கு, அணுத் துகள்கள் ஒரே நேரத்தில் இரண்டு இடத்தில் இருக்க முடியும். இதற்கு ‘இருநிலை இருப்பு’ (Superposition) என்று பெயர். அதுமட்டுமல்ல, அணுத் துகள்களின் ஜோடிகளுக்கு இன்னொரு விசித்திரப் பண்பு உண்டு.

ஜோடியில் ஒன்று எவ்வளவோ தூரத்தில் இருந்தாலும் அதைப் பற்றி மற்றொன்று நன்றாகவே அறிந்துவைத்திருக்கும். ஒன்றை இடையூறு செய்தால் இன்னொன்று அதே நேரத்தில் சலனமடையும். இதற்கு ‘குவாண்டம் பிணைப்பு’ (Quantum entanglement) என்று பெயர். அணுத் துகள்கள்தான் (subatomic particles) எல்லாப் பொருட்களின் அடிப்படைக் கட்டுமானப் பொருட்கள் என்பதால் குவாண்டம் இயற்பியல்தான் அனைத்துப் பொருட்களுக்குமான இயற்பியல்.

ஆகவே, நம்மால் ஒருபோதும் புரிந்துகொள்ளவே முடியாத ஒரு பிரபஞ்சத்தில்தான் நாம் வாழ்கிறோம்.

அதிவேகமான கணினி

இதற்கெல்லாம் இயற்பியலாளர்கள் அசந்துபோவார்களா? இந்த விசித்திரமான குவாண்டம் பண்புகளை நடைமுறைப் பயன்பாட்டுக்குப் பயன்படுத்திக்கொள்ள முடியுமா என்பதைப் பற்றி ஆராய்ந்துகொண்டிருக்கிறார்கள். இதன் தொடர்ச்சியாக அவர்களின் பார்வை எதன் மீது விழுந்திருக்கிறது தெரியுமா? டிஜிட்டல் தொழில்நுட்பத்தின் அடிப்படைக் கட்டுமானப் பொருளான இரு எண்ணியல் முறையின் மீது (binary digit, அதாவது bit).

குவாண்டம் அல்லாத நியூட்டானியன் முறையில் ‘பிட்’ என்பது ‘0’, ‘1’ ஆகிய இரண்டு எண் மதிப்புகளுள் ஒன்றையே கொண்டிருக்கும். ஆனால், குவாண்டம் அளவில் ‘இருநிலை இருப்பு’ என்ற பண்பின் காரணமாக ‘குவாண்டம் பிட்’ ஒரே சமயத்தில் பல மதிப்புகளைக் கொண்டிருக்கும். குவாண்டம் பிட்டைச் சுருக்கமாக ‘க்யூபிட்’ (qubit) என்று அழைப்பார்கள். ‘0’ அல்லது ‘1’ என்பதுடன் ‘0’ மற்றும் ‘1’ ஆகியவற்றின் இருநிலை இருப்பும்தான் அந்த மதிப்புகள்.

சிலிகானை அடிப்படையாகக் கொண்ட கணினியைவிட குவாண்டத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டிருக்கும் கணினி மிகவும் வேகமாக இயங்கும் என்பதே இதற்கு அர்த்தம்.

குவாண்டம் கணினி குறித்த ஆய்வு முடிவுகள் சர்ச்சைக்குள்ளாகியிருந்தாலும் மிகுந்த ஆர்வமூட்டும் விதத்தில் இருக்கின்றன. குவாண்டம் கணினியிடம் ஒரு புதிர்க் கேள்வியைக் கொடுத்து சோதித்துப் பார்த்தபோது அரை நொடியில் அது தீர்வைக் கொடுத்தது. வழக்கமான கணினிக்கோ 30 நிமிடங்கள் ஆகும். அதாவது, வழக்கமான கணினியைவிட 3,600 மடங்கு வேகமாக அந்த குவாண்டம் கணினி செயல்பட்டிருக்கிறது.

உச்சபட்சத்தை நோக்கி

இதன் முக்கியத்துவம் என்ன? செயல்வேகத் திறன் என்பது மிகவும் முக்கியமானது. நிகழ்நேரக் கணினி மொழிபெயர்ப்பு, வலுவான கணினி சங்கேதங்களை உடைத்தல் போன்ற பெரும்பாலான சவால்கள் இன்னும் தீர்க்கப்படாமல் இருப்பதற்கு முக்கியக் காரணம் தேவையான செயல்வேகத் திறன் இன்னும் கிடைக்காததுதான். சிலிகானை அடிப்படையாகக் கொண்ட புராசசர் தொழில்நுட்பத்தின் திறன் இன்னும் வற்றிப்போய்விடவில்லைதான். என்றாலும், ஒரு சிப்பின் (chip) மேல் டிரான்ஸிஸ்டர்களைப் பதிப்பதற்கும் ஓர் உச்சபட்ச எல்லை இருக்குமல்லவா? அந்த எல்லையை நாம் நெருங்கிக்கொண்டிருக்கிறோம்.

ஆக, கூடிய விரைவில் இதற்கு ஒரு மாற்று வழியை நாம் கண்டுபிடிக்க வேண்டும். அந்த மாற்று வழியாக இப்போது நமக்குத் தென்படுபவற்றில் குவாண்டம் கணினிதான் சிறந்த முறையாக இருக்கிறது. கடந்த டிசம்பர் மாதம் குவாண்டம் கணினியைப் பற்றி கூகுள் வெளியிட்ட அறிவிப்பு ஒன்று கவனிக்கத்தக்கது.

டி-வேவ் சிஸ்டம்ஸ் என்ற கனடா நாட்டு நிறுவனத்தால் தயாரிக்கப்பட்ட குவாண்டம் கணினி, ‘உலகின் முதல் வணிகரீதியான குவாண்டம் கணினி’ என்று சந்தைப்படுத்தப்பட்டது. வழக்கமான கணினிகளைவிட அதிவேகத்தில் இது செயல்படுவதாகத் தெரிகிறது. “திறனறிப் பரிசோதனை ஒன்றில் 10 கோடி மடங்கு வேகத்தை நாங்கள் அடைந்திருக்கிறோம்” என்கிறார் கூகுளின் ஹார்ட்மட் நெவன்.

குவாண்டம் கணினி தயாரிப்பு நிறுவனத்தில் கூகுளும் முதலீடு செய்திருக்கிறது. இது குறித்து விரிவாக வெளியிடப்பட்டிருக்கும் விளக்கக் கட்டுரையை இந்தத் தொழில்நுட்பத்தின் மீது ஐயம் கொண்டிருக்கும் நிபுணர்கள் ஆராய்ந்துபார்த்துவருகிறார்கள்.

இதுபோன்ற வேகத்தை நம்மால் எட்டிப்பிடிக்க முடியும் என்றால் கணினியைப் பொறுத்தவரை ஒரு புதிய யுகத்தில் நாம் காலடி எடுத்துவைத்திருக்கிறோம் என்று அர்த்தம். அதே நேரத்தில் எல்லாமே நல்ல செய்தியும் அல்ல. ஒரு தகவலை ரகசியமாக வைத்திருக்க வேண்டுமென்றால் 1024 பிட்டுகள் நீளமான சங்கேதத்தைப் பயன்படுத்துவதுதான் உகந்தது. அந்தச் சங்கேதத்தை உடைத்து ரகசியத்தைக் கண்டறிவதற்கு வழக்கமான ‘சூரக்கணினி’களுக்கு (supercomputers)

ஆயிரக்கணக்கான ஆண்டுகள் ஆகும். குவாண்டம் கணினிகள் 10 கோடி மடங்கு வேகத்தில் செயல்படுமென்றால், ரகசியங்களைப் பாதுகாப்பதில் நமக்குப் பிரச்சினைதான்.

எது எப்படியோ, டி-வேவின் ஆர்டர்கள் நிச்சயம் ரகசியமாகவே வைக்கப்பட்டிருக்கும். ஆனால், அவற்றில் அமெரிக்காவின் ‘தேசிய பாதுகாப்பு முகமை’யின் (National Security Agency) ஆர்டரும், பிரிட்டனின் புலனாய்வு மற்றும் பாதுகாப்பு தலைமைச் செயலகத்தின் ஆர்டரும் கண்டிப்பாக இருக்கும் என்றே நம்பலாம். அடுத்தவர்களின் ரகசியங்களைக் கண்டறிவதில் அவர்களுக்குத்தானே எப்போதும் ஆர்வம் அதிகம்.

தி கார்டியன், சுருக்கமாகத் தமிழில்: ஆசை

 -  நன்றி: ‘தி இந்து’