ආයුබෝවන් සියලු දෙනාටම. අද අපි කතා කරන්නේ නවින පරිගණක පරාජය කරමින් බිහිවි ඇති ක්වන්ටම් පරිගණකය ගැන අලුත් ම තොරතුරු ටිකක්.
අතීතයේ දිනෙන් දින දියුණු වී පැමිණි තාක්ෂණය පරිගණකය සොයාගැනීමත් සමග නව මාවතකට යොමු වුනා. එසේම නව සිද්ධාන්ත හා නියම සොයාගෙන දිනෙන් දින වඩාත් සරලව පරිසරයේ සිදුවන සිදුවීමි පැහැදිලි කරමින් භෞතික විද්‍යාවද දියුණු වුනා. ඒ වුනත් භෞතික විද්‍යාවද නව මානයකට ගෙනයමින් ක්වන්ටම් භෞතික විද්‍යාව කරලියට පැමිණෙන ලදි. ලෝකය විප්ලවයකට ගෙනගිය ක්ෂේත්‍ර 2ක් වන මේ පරිගණකය හා ක්වන්ටම් භෞතික විද්‍යාවේ නියම එක්කල ක්වන්ටම් පරිගණක ගැන අපි විස්තර ටිකක් කතා කරමු.
ලොව බලගතුම පරිගණක මොනවද කියලා ඔයාලගෙන් ඇහුවොත් ඔයාලා කියයි සුපිරි පරිගණක කියලා නේද. ලෝකයේ 2019 වනවිට ඇති හොදම සුපිරි පරිගණකයට තත්පරයට ගණනය කිරිම් 1.5 x 10^18ක් කරන්න පුලුවන්. ඒත් මෙහෙම හිතන්නකෝ සංකිර්ණ රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක ඇති සංයෝගවල එක් පරමාණුවක් හෝ අඩු වැඩිවීම මත ප්‍රතිඵල අනන්ත සංඛ්‍යාවක් ඇති වෙන්න පුලුවන්. අපිට අවශ්‍ය නිවැරදිම ප්‍රතිඵලය ලබා ගැනිමට මේ අවස්ථා අනන්ත සංඛ්‍යාවම අපිට ගණනය කරන්න සිද්ද වෙනවා. තත්පරයට ඉහත ප්‍රමාණයක් ගණනය කළද අනන්ත ප්‍රමාණයක් ගණනය කිරිමේදි සුපිරි පරිගණකයටද දැවැන්ත කාලයක් ගත වෙනවා. මෙය සුපිරි පරිගණකයද පරාජය කරවන අවස්ථාවක්. ඒ නිසා විද්‍යාඥයින්ට තවත් විකල්ප විසදුමි වෙත යන්න සිදු වෙනවා.
අප දැන් භාවිතා කරන පරිගණකවල processors තනා ඇත්තේ ට්‍රාන්සිස්ටර මගින්. ඉතා කුඩා නැනෝ මීටර ප්‍රමාණයේ ට්‍රාන්සිස්ටර විශාල ප්‍රමාණයක් අඩංගු කරවමින් මේ පරිගණක විශාල ගණනය කිරීම් ප්‍රමාණයක් එකවර සිදු කරනවා. මේ ට්‍රාන්සිස්ටර්වල දත්ත ගමන් කරන්නේ බීටු වශයෙන්. එනමි 1 හා 0 වශයෙන්. එවිට මේ පරිගණකයකට මේ ගණනය කිරීමක් සිදු කිරීමේ දී ඊට අදාළ සියලු විය හැකියාවන් එකින් එක පරීක්ෂා කිරීමට සිදුවෙනවා. උදාහරණ ලෙස ඔබගේ FB ගිණුමේ මුරපදය සලකන්න. එය ඉංග්‍රිසි අකුරු 15කින් සමන්විත නමි ඉංග්‍රිසි හෝඩියේ අකුරු 26 මේ අකුරු 15 අතර පිහිටිය හැකි අවස්ථා ගණන ක්‍රමාරෝපිත (ක්‍රමාරෝපිත යනු Factorial නමින් ඉංග්‍රිසියෙන් හදුන්වන ! ලකුණෙන් නිරූපණය කරන ගණිතමය ක්‍රමයකි ) මගින් සොයා එම සෑම අවස්ථාවක්ම සාදමින් එකින් එක ඔබේ මුරපදය දැයි පරීක්ෂා කිරීමට සිදුවෙනවා නේද. ඒ නිසා සාමාන්‍ය පරිගණකයකට දැවැන්ත කාලයක් ඒ සදහා ගතවෙනවා.
අප දැන් භාවිතා කරන පරිගණකවල processors තනා ඇත්තේ ට්‍රාන්සිස්ටර මගින්. ඉතා කුඩා නැනෝ මීටර ප්‍රමාණයේ ට්‍රාන්සිස්ටර විශාල ප්‍රමාණයක් අඩංගු කරවමින් මේ පරිගණක විශාල ගණනය කිරීම් ප්‍රමාණයක් එකවර සිදු කරනවා. මේ ට්‍රාන්සිස්ටර්වල දත්ත ගමන් කරන්නේ බීටු වශයෙන්. එනමි 1 හා 0 වශයෙන්. එවිට මේ පරිගණකයකට මේ ගණනය කිරීමක් සිදු කිරීමේ දී ඊට අදාළ සියලු විය හැකියාවන් එකින් එක පරීක්ෂා කිරීමට සිදුවෙනවා. උදාහරණ ලෙස ඔබගේ FB ගිණුමේ මුරපදය සලකන්න. එය ඉංග්‍රිසි අකුරු 15කින් සමන්විත නමි ඉංග්‍රිසි හෝඩියේ අකුරු 26 මේ අකුරු 15 අතර පිහිටිය හැකි අවස්ථා ගණන ක්‍රමාරෝපිත (ක්‍රමාරෝපිත යනු Factorial නමින් ඉංග්‍රිසියෙන් හදුන්වන ! ලකුණෙන් නිරූපණය කරන ගණිතමය ක්‍රමයකි ) මගින් සොයා එම සෑම අවස්ථාවක්ම සාදමින් එකින් එක ඔබේ මුරපදය දැයි පරීක්ෂා කිරීමට සිදුවෙනවා නේද. ඒ නිසා සාමාන්‍ය පරිගණකයකට දැවැන්ත කාලයක් ඒ සදහා ගතවෙනවා.
ක්වන්ටම් පරිගණකය බිහිවන්නේ ඉහත අඩුපාඩු මගහැරීම සදහා යි. සාමාන්‍ය පරිගණකයක bit මෙන් ම මේ ක්වන්ටම් පරිගණකයක ඇත්තේ qbit වේ. ට්‍රාන්සිස්ටර් වෙනුවට මේ ක්වන්ටම් පරිගණකයකට දත්ත සැකසීම සදහා ඉලෙක්ට්‍රෝන යොදා ගැනේ. මෙි qbit වලටද 1 හා 0 ලෙස අවස්ථා දෙකක් තියනවා. ඊට අමතරව යමි අවස්ථාවකදී මේ qbit වලට එක් අවස්ථාවකදී 1 හා 0 යන අවස්ථා දෙකම එක්වරකදී ලබා ගන්න පුලුවන්. එය මෙසේ තේරුමි ගමු. ඉලෙක්ට්‍රෝනයකට ශක්තිය ලැබුණු විට එය ඉහළට හා පහළට දගකැවෙමින් චලනය වෙනවා. මෙය පැහැදිලි කරන්නේ Magnetoelectonics නමි විෂය පථයේදී යි. මේ දගකැවීමෙිදී ඉලෙක්ට්‍රෝනවල ධ්‍රැව 2ක් ඇතිවන අතර මේ ධ්‍රැව දෙක 1 හා 0 ලෙස දත්ත වලින් අර්ථ දක්වනවා. ඒ වුනත් මෙය කැරකෙන බැවින් යමි අවස්ථාවලදී 1 හා 0 අතරමැදී අවස්ථාවක් ද හමු වෙනවා. මේ අවස්ථාවෙිදී ඉලෙක්ට්‍රෝනයට 1 හා 0 දෙකම එක්විට නිරූපණය කිරීමට හැකි වෙනවා.
සාමාන්‍ය ට්‍රාන්සිස්ටරයකට එක් වරකට නිරූපණය කළ හැක්කේ 1 හෝ 0 පමණ යි. එවිට ගණනය කිරීමකදී සෑම බිටුවකටම එක් ට්‍රාන්සිස්ටරයක් අවශ්‍ය වෙනවා. ඒ වුනත් මේ qbit මගින් 1 හා 0 එකවර නිරූපණය කළ හැකි නිසා අඩු qbit සංඛ්‍යාවකින් වැඩි ගණනය කිරීමි ප්‍රමාණයක් එකවර සිදුකළ හැකි යි. ඒ අනුව qbit 30ක පරිගණකයක් ගැන සිතන්න. මේ පරිගණකයට ගණනය කිරීමි ට්‍රිලියනයක් තත්පරයක් තුළ සිදුකළ හැකි යි. අනෙක් විශේෂත්වය නමි මේ පරිගණකයකට යමි කේතයක් බිදීමට ලබා දුන්නේ යැයි සිතන්න. එවිට සාමාන්‍ය පරිගණක සිදුවිය හැකි විය හැකියාවන් එකෙන් එක පරික්ෂා කරන විට මේ ක්වන්ටම් පරිගණක එකවරකට සිදුවිය හැකි සියලු විය හැකියාවන් පරික්ෂා කරනවා. එවිට සාමාන්‍ය සුපිරි පරිගණක අපොහොසත් වන ගණනය කිරීමි සිදු කිරීමට මේ පරිගණකවලට හැකියාව තියනවා.
ඒ වුනත් ඉලෙක්ට්‍රෝන තාප ශක්තිය ලැබුණු විට චාලක ශක්තිය වැඩි කර ගනි යි. එවිට ක්වන්ටම් පරිගණකවලින් ලැබෙන දත්ත දෝෂ සහිත වෙි. මෙය මගහැරීමට ක්වන්ටම් පරිගණකවල Processor ක්‍රියා කරන්නේ ඉතාමත් අඩු උෂ්ණත්ව යටතේ දී යි. ඒ නිසා ප්‍රථමයෙන්ම මේ Processor එක වටා රික්තකයක් නිර්මාණය කරනවා. පසුව දියර නයිට්‍රජන් යොදා ගනිමින් මේ processor අවට උෂ්ණත්වය කෙල්වින් 0.015 තරමි කුඩා අගයකට අඩුකරයි. එය නිරපේක්ෂ ශුන්‍යට අතිශයින් ආසන්න අගයකි. මේ Processor අසල දත්ත ගමනාගමනයට හා අවශ්‍ය විදුලි බලය ගමන් කිරීමට අවශ්‍ය රැහැන් සකසා ඇත්තේ niobium වලින්. ඒවා මේ උෂ්ණත්වයේදී ප්‍රතිරෝධය රහිත සුපිරි සන්නායක බවට ද පත්වෙි. මේ අඩු උෂ්ණත්වය නිසාම මේ processor ක්‍රියාකිරීමට කිසිදු විදුලි බලයක් අවශ්‍ය නොවේ. විදුලි බලය අවශ්‍ය මෙහි එකම පද්ධතිය වන්නේ ද්‍රව නයිට්‍රජන් සිසිලන පද්ධතිය පමණ යි.
මෙලෙස උෂ්ණත්වය නිසා ඇතිවන ගැටලු විසදා ගත්තද තවත් ගැටලු රාශියක් තියනවා. එක් ගැටලුවක් නමි මේ ඉලෙක්ට්‍රෝන සෑම අවස්ථාවකම චලනය වෙමින් පවතින නිසා යමි නිශ්චිත අවස්ථාවකට ඉලෙක්ට්‍රෝනයක පිහිටීම හා අවස්ථාව (1 හෝ 0 බව) පැහැදිලිව ප්‍රකාශ කළ නොහැකි වීම යි. මේ සදහා විද්‍යාඥයින් සමිභාවිතාවය භාවිතා කරනවා. ඒ අනුව යමි අවස්ථාවකදී ඉලෙක්ට්‍රෝනය පිහිටා ඇති ස්ථානය අනුමාන කිරීමක් සිදු කරයි. දැනටමත් මෙවැනි පරිගණක නිමවා ඇති අතර D - wave නැමැති සමාගමක් විසින් දැනටම qbit 2000ක බලයක් ඇති පරිගණකයක් නිමවා අවසන්. නමුත් මේවා සාමාන්‍ය භාවිතයට ගැනිම තේරුමක් නෑ. මේවාට විශේෂ වු කාර්යයන් අපි දැන් විමසා බලමු.
මේ ක්වන්ටම් පරිගණක යොදාගත හැක්කේ එක්තරා විශේෂ ගැටලු විසදීමට පමණ යි. එනමි විසදුමි අනන්ත සංඛ්‍යාවක් ඇති ගැටලු අතරින් හොදම විසදුම තොරා ගැනීමට මේ පරිගණක උපකාරි වෙනවා. මෙය ව්‍යාපාර ක්ෂේත්‍රයට, වෛද්‍ය ක්ෂේත්‍රයට, ප්‍රවාහන ක්ෂේත්‍රයට මෙන්ම කාලගුණ අනාවැකි ආදිය පැවසිමටත් යොදා ගත හැකි යි. මෙසේ සිතන්න අනාගතයේ ස්වයං ධාවනය වන රථ ලෝකය පුරාම ව්‍යාප්ත වනු ඇත. එක් ක්වන්ටම් පාලන පද්ධතියක් මගින් මේ වාහන වලට ගමනාන්තයට යාමට අවශ්‍ය තදබදය අවම මාර්ගය එක්වරම සොයාදෙමින් රථවාහන තදබදය අවම කරනු ඇත. දැනට google map මගින් මාර්ග නිර්දේශ කරන්නේ යා හැකි සියලු මාර්ග එකින් එක පරික්ෂා කිරීමෙන් අනතුරුවය. එලෙස විශාල පද්ධතියක් පාලනය අපහසු නිසා අනාගතයේ එම ප්‍රශ්නද නිරවුල් වනු ඇත.
ආයුර්වෙිද වෛද්‍ය විද්‍යාවෙිදී බටහිර වෛද්‍ය ක්‍රමයට සුව කළ නොහැකි ඇතැමි ලෙඩ සුවකරන අවස්ථා දකින්න පුලුවන්. මේ සියල්ලම සිදු කරන්නේ ශාකයක ඇති යමි සංයෝගයක් මගින්. ශාකයේ ඇති සියලු සංයෝග අනාගතයේ ක්වන්ටම් පරිගණකයක් වෙත ලබාදුන් විට අදාළ රෝගය සුවකිරීමට අදාළ සියලු අවස්ථා පරිගණකය විසින් පරික්ෂා කර අපට අවශ්‍ය නිවැරදිම සංයෝගය පමණක් ලබාදෙනු ඇත. තවද ඔබේ ව්‍යාපාරයේ දත්ත සියල්ල මේ පරිගණකයකට ලබාදුන් විට අනන්ත වු ලාභ ඉපයීමෙි ක්‍රම අතුරින් වඩාත්ම ඵලදායි හා දිර්ඝ කාලීන ක්‍රමය තෝරා දෙනු ඇත. මෙවන් තවත් නොකී වාසි රාශියක් අනාගතයේ මේ ක්වන්ටම් පරිගණක භාවිතයෙන් අපට ලබා ගැනීමට හැකියාව ලැබේ. මෙමගින් රෝගවලට නව ප්‍රතිකාර ක්‍රම මෙන්ම ව්‍යාපාර විශාල ලාභ ලබන ඒවා බවට පත් කිරීමටද හැකිවනු ඇත.
මේ ක්වන්ටම් පරිගණකවල වාසි මෙන්ම අවාසිද ඇත මුලිකම අවාසිය මේ පරිගණක තැනීමට යන අධික වියදම යි. එලෙසම මේ පරිගණක වාණිජ භාවිතයට පැමිණි විගස දැනට ලෝකයේ පවතින අංකිත ආරක්ෂණ ක්‍රම සියල්ල බිද වැටෙනු ඇත. දැනට පරිගණක මගින් කේත එකින් එක පරික්ෂා කරන බැවින් විශාල කේත බිදීමට අවුරුදු දහස් ගණනක් ගත උවද මේ ක්වන්ටම් පරිගණක විසදුමි අනන්ත සංඛ්‍යාව අතුරින් ගැලපෙන කේතය තත්පර ගණනකින් ලබා දෙනු ඇත. එවිට ඔබේ මුදල් ගණුදෙනු කේත න්‍යෂ්ටික කේත ආදි සියල්ල ඵල රහිත වනු ඇත. තවද අනාගතයේ මේ පරිගණකවලට කෘතිම බුද්ධිය ලබාදුනහොත් තමා ක්‍රියා කලයුතු ආකාරය තමාම සොයාගනිමින් මිනිසාට විරුද්ධව ක්‍රියාත්මක වීමටද යමි සමිභාවිතාවයක් ඇත. එයත් ක්‍රම අනාන්ත ප්‍රමාණයක් අතුරින් මිනිසාට නැවැත්වීමට අපහසුම ආකාරය පරිගණකය විසින්ම සොයාගනු ඇත.
නාසා ආයතනය, ගුගල් සමාගම වැනි ආයතන දැනටමත් යමිතාක් ප්‍රමාණයකට මේ ක්වන්ටම් පරිගණක යොදාගෙන ගණනය කිරීම් සිදු කරයි. මේ නිසා අනාගතයේදී අභ්‍යවකාශයේ යමි ස්ථානවලට මිනිසුන් යැවීමේ අනාන්ත වු ක්‍රම අතරින් උචිතම ක්‍රමය මේ පරිගණක සොයා දෙනු ඇත. එලෙසම පරිගණක අතර ඇතිවන අන්තර්ජාල තදබදය අවම කරමින් පරිගණක අවශ්‍ය මාර්ගයට කෙටිම කාලයකදී යොමු කරමින් මේ පරිගණක ගුගල් සමාගමටද සහය වනු ඇත. විද්‍යාඥයින් පවසන පරිදි මේ ක්‍රමය අනාගතයේ සාර්ථක වුවහොත් එය පරිගණක තාක්ෂණයේ හිණිපෙත්තටම ගොස් ඇති අවස්ථාව ලෙස අර්ථ දැක්වීමට හැකිවනු ඇත.
මෑතකදී කළ සොයාබැලීමකදී හමුවු පරිදි පසුගිය සතියේදී ගුගල් සමාගම ඔවුන්ගේ ක්වන්ටම් පරිගණක භාවිතයෙන් ගණිත ගැටලුවක් විසදා ඇත. විශේෂත්වය නමි මේ ගැටලුව විසදීමට දැනට ලෝකයේ ඇති හොදම සුපිරි පරිගණකයට ලබාදුන්නද වසර 10000ක් ඊට ගතවීමයි. ක්වන්ටම් පරිගණකය එම සුපිරි පරිගණකයට වඩා බිලියන වාරයක් ඉක්මනින් මේ ගැටලුව විසදා ඇත. ඒ අනුව ප්‍රථම වතාවට සුපිරි පරිගණක පරාජයට පත්කරමින් ක්වන්ටම් පරිගණක තම ආධිපත්‍ය තහවුරු තරගෙන ඇත. යහපත් ලෙස මේ ක්වන්ටම් පරිගණක තාක්ෂණය භාවිතා කලහොත් මානව අනාගතය උඩුයටිකුරු වනු ස්ථිරය.
මේ ක්වන්ටම් පරිගණකවල වාසි මෙන්ම අවාසිද ඇත මුලිකම අවාසිය මේ පරිගණක තැනීමට යන අධික වියදම යි. එලෙසම මේ පරිගණක වාණිජ භාවිතයට පැමිණි විගස දැනට ලෝකයේ පවතින අංකිත ආරක්ෂණ ක්‍රම සියල්ල බිද වැටෙනු ඇත. දැනට පරිගණක මගින් කේත එකින් එක පරික්ෂා කරන බැවින් විශාල කේත බිදීමට අවුරුදු දහස් ගණනක් ගත උවද මේ ක්වන්ටම් පරිගණක විසදුමි අනන්ත සංඛ්‍යාව අතුරින් ගැලපෙන කේතය තත්පර ගණනකින් ලබා දෙනු ඇත. එවිට ඔබේ මුදල් ගණුදෙනු කේත න්‍යෂ්ටික කේත ආදි සියල්ල ඵල රහිත වනු ඇත. තවද අනාගතයේ මේ පරිගණකවලට කෘතිම බුද්ධිය ලබාදුනහොත් තමා ක්‍රියා කලයුතු ආකාරය තමාම සොයාගනිමින් මිනිසාට විරුද්ධව ක්‍රියාත්මක වීමටද යමි සමිභාවිතාවයක් ඇත. එයත් ක්‍රම අනාන්ත ප්‍රමාණයක් අතුරින් මිනිසාට නැවැත්වීමට අපහසුම ආකාරය පරිගණකය විසින්ම සොයාගනු ඇත.
නාසා ආයතනය, ගුගල් සමාගම වැනි ආයතන දැනටමත් යමිතාක් ප්‍රමාණයකට මේ ක්වන්ටම් පරිගණක යොදාගෙන ගණනය කිරීම් සිදු කරයි. මේ නිසා අනාගතයේදී අභ්‍යවකාශයේ යමි ස්ථානවලට මිනිසුන් යැවීමේ අනාන්ත වු ක්‍රම අතරින් උචිතම ක්‍රමය මේ පරිගණක සොයා දෙනු ඇත. එලෙසම පරිගණක අතර ඇතිවන අන්තර්ජාල තදබදය අවම කරමින් පරිගණක අවශ්‍ය මාර්ගයට කෙටිම කාලයකදී යොමු කරමින් මේ පරිගණක ගුගල් සමාගමටද සහය වනු ඇත. විද්‍යාඥයින් පවසන පරිදි මේ ක්‍රමය අනාගතයේ සාර්ථක වුවහොත් එය පරිගණක තාක්ෂණයේ හිණිපෙත්තටම ගොස් ඇති අවස්ථාව ලෙස අර්ථ දැක්වීමට හැකිවනු ඇත.
මෑතකදී කළ සොයාබැලීමකදී හමුවු පරිදි පසුගිය සතියේදී ගුගල් සමාගම ඔවුන්ගේ ක්වන්ටම් පරිගණක භාවිතයෙන් ගණිත ගැටලුවක් විසදා ඇත. විශේෂත්වය නමි මේ ගැටලුව විසදීමට දැනට ලෝකයේ ඇති හොදම සුපිරි පරිගණකයට ලබාදුන්නද වසර 10000ක් ඊට ගතවීමයි. ක්වන්ටම් පරිගණකය එම සුපිරි පරිගණකයට වඩා බිලියන වාරයක් ඉක්මනින් මේ ගැටලුව විසදා ඇත. ඒ අනුව ප්‍රථම වතාවට සුපිරි පරිගණක පරාජයට පත්කරමින් ක්වන්ටම් පරිගණක තම ආධිපත්‍ය තහවුරු තරගෙන ඇත. යහපත් ලෙස මේ ක්වන්ටම් පරිගණක තාක්ෂණය භාවිතා කලහොත් මානව අනාගතය උඩුයටිකුරු වනු ස්ථිරය.
