குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்
சமீபத்தில் நடந்த உலக முதலீட்டாளர்கள் மாநாட்டில் தகவல் தொழில்நுட்பத் துறை அமைச்சரான பி.டி.ஆர்.பழனிவேல் தியாகராஜன் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் சென்டர்கள் பற்றி பேசியது பெரும் கவனத்தை ஈர்த்துள்ளது.
இந்திய அரசு இரண்டு குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் சென்டர்களுக்கு நிதியுதவி அளித்துள்ளதாகவும், அதில் ஒன்று வடகிழக்கு மாநிலங்களுக்கு போக உள்ளதாகவும், மற்றொன்றை தமிழ்நாட்டிற்கு ஒதுக்கீடு செய்ய இந்திய அரசுடன் பேசி வருவதாகவும் குறிப்பிட்டார் அமைச்சர்.இந்நிலையில், குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் என்றால் என்ன... அதனால் என்ன நன்மைகள் உள்ளிட்ட விஷயங்களை இணையத்தில் தேடினால், கடவுள் துகளில் தொடங்கி ஐபிஎம் குவாண்டம், கூகுள் குவாண்டம் எனப் பல்வேறு தகவல்கள் கொட்டுகின்றன.
இதுகுறித்து கொஞ்சம் தெளிவான விளக்கங்கள் பெற தொழில்நுட்ப வல்லுநரான ஐஎஸ்ஆர் செல்வகுமாரிடம் பேசினோம். குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் ‘‘குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் என்பது அல்டிமேட் பவர் கொண்ட ஒரு கம்ப்யூட்டர் சிஸ்டம். இது கடவுளையே கண்டறிந்துவிடும்னு சொல்றாங்க. அதாவது 2012ல் இயற்பியல் நிபுணர்கள், ‘ஹிக்ஸ் போஸான்’னு கண்களுக்குத் தெரியாத ஓர் அணுத்துகளைக் கண்டறிந்தாங்க.
 இதை கடவுள் துகள்னு குறிப்பிடுவாங்க.அப்போது இதைக் கண்டறிய புரோட்டான், நியூட்ரானை வேகமாக மோதவிட்டு ஒரு சயின்டிஃபிக் முறையை பயன்படுத்தினாங்க. அதற்கு அதிவேக சுழற்சி தேவைப்பட்டது. அந்த வேகத்துக்கு இணையாக அல்லது அதையும்விட வேகமாக செய்து காட்டக்கூடிய ஒரு கம்ப்யூட்டிங் முறைதான் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் முறை. 
உலகிலேயே அதிக திறன் வாய்ந்த சூப்பர் கம்ப்யூட்டர்கள் கூட குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர் வேகத்திற்கு ஈடு கொடுக்க முடியாது. அந்தளவுக்கு அதிசக்தியுடன் இயங்கக்கூடியது குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் சிஸ்டம்...’’ என்றவர், தகவல்களை விரிவாக அடுக்கினார்.  ‘‘தற்போதைய கம்ப்யூட்டிங் சிஸ்டம் என்பது பைனரியாக அதாவது 0 அல்லது 1 என்பதை அடிப்படையாகக் கொண்டு இயங்குது. இதனை Bit என்போம். ஆனால், குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் என்பது 0 அல்லது 1 அல்லது இரண்டும் கலந்தது என மூன்று நிலைகளிலும் இயங்கவல்லது. இதனை Qubit என்கிறார்கள். அதனால், இதன் வேகம் அபரிமிதமானதாக உள்ளது.
ஒரு நாணயத்தைச் சுண்டிவிடும்போது, அது நிற்கும் வரையில் பூவா தலையா என்பதைத் தீர்மானிக்க முடியாது. நிற்கும் வரையில் அது இரண்டுமாகத்தான் இருக்கும். இரண்டுமாக இருக்கும்போது அதில் ஒரு ஆற்றல் இருக்கும். கியூபிட் அந்த ஆற்றலைக் கொண்டது. அதனால்தான் கியூபிட்டின் ஆற்றலில் இயங்கும் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கின் வேகம் அசுரத்தனமானது.
நம் கையில் உள்ள ஒருபிடி மணலை தற்போதைய சாதாரண கம்ப்யூட்டரிடமோ அல்லது சூப்பர் கம்ப்யூட்டரிடமோ காட்டினால், அது அடையாளம் காண்பதற்குள், குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர்கள் அதிலுள்ள ஒவ்வொரு துகளையும் அலசி ஆராய்ந்துவிடும் தன்மை கொண்டது.
அதேபோல குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் என்பது ஒளித்துகள்கள், அணுக்கரு, அணு, அயனிப் பொறிகள், கருந்துளைகள் என பல்வேறு வகையான இயற்பியல் அமைப்புகளையும் கோட்பாடுகளையும் பிரதிபலிக்கக் கூடிய, மாறிக்கொண்டே இருக்கும் முறையைக் கொண்டவை. இப்போது உள்ள கம்ப்யூட்டர் முறையோ எலக்ட்ரானியலை அடிப்படையாகக் கொண்டது.
சாதாரண கம்ப்யூட்டர்களில் செய்திகள் அல்லது தகவல்கள் எல்லாம் பூஜ்யம் அல்லது ஒன்றுகளின் கலவையாகத்தான் சேமிக்கப்படும். ஆனால், குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் நுணுக்கமானது. அணுவைப் பிளந்தால் அதற்குள் அணு, அந்த அணுவுக்குள் அணுனு போயிட்டே இருக்கும்.
அதுபோல ஒன்றைப் பிளந்தால் அதற்குள் உள்ள பூஜ்யம், பூஜ்யத்தைப் பிளந்தால் அதற்குள் ஒன்று என பல நிலைகளாக குவாண்டம் கம்ப்யூட்டரில் சேமிப்பு நிகழும்.
எனவேதான் சிக்கலான கணித வினாக்கள், இயற்பியல் கணக்கீடுகள், வானியல் இயற்பியல் வினாக்களுக்கு தீர்வு தேடும்போது வழக்கில் உள்ள சூப்பர் கம்ப்யூட்டர்களை விட குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் வேகமாகவும், துல்லியமாகவும் செயல்படும் என்கிறார்கள்.
இப்ப நிறைய நிறுவனங்கள் சாதாரணமாக சிப் தயாரித்து கம்ப்யூட்டர் உருவாக்குறாங்க. ஆனா, குவாண்டம் கம்ப்யூட்டரை அந்தமாதிரி எளிதாகப் பண்ணிட முடியாது. ரொம்ப சிக்கலானது. ஏன்னா, கண்ணுக்குத் தெரியாத ஒரு தொழில்நுட்பம். அதை ஹேண்டில் செய்வதும் ரொம்பக் கஷ்டம்...’’ என்றவர், இதற்காக முதலீடு செய்துள்ள நிறுவனங்கள் பற்றி குறிப்பிட்டார்.
ஐபிஎம், கூகுள் குவாண்டம்‘‘இப்ப குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்ல ரெண்டு முக்கிய நிறுவனங்கள் மார்க்கெட்ல முதலீடு செய்திருக்காங்க. ஒண்ணு ஐபிஎம். இவங்க ஐபிஎம் குவாண்டம்னு உருவாக்கியிருக்காங்க.
இந்நிறுவனம் தனியாக குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் சிஸ்டம் ஒன்றை டெவலப் பண்ணி, அதுக்கு தனியாக சாஃப்ட்வேர், ஹார்ட்வேர் எல்லாம் தந்திருக்காங்க. இதுக்கு Qiskitனு பெயர்.
குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர்ல வொர்க் பண்றதுக்காக இந்த ஓபன் சாஃப்ட்வேர் கிட்டையும் உருவாக்கியிருக்காங்க.இதேபோல கூகுள் நிறுவனம் டெவலப் பண்ணியிருக்கிற குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் பெயர் Cirq. இவை ரெண்டும் ரொம்பப் பாப்புலர். இவற்றைத் தனியாக டெவலப் பண்ணினதுடன் மற்றவங்களை உள்ளே அழைத்து வொர்க் பண்ணிப் பார்க்கவும் சொல்றாங்க. அதற்கான தளங்களும் உருவாக்கிட்டாங்க.
குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர் வகைகள்
அப்புறம், இதுல நிறைய வகைகள் இருக்கு. முதல்ல Superconducting quantum computing-ஐ சொல்லலாம். உதாரணத்திற்கு மின்சாரத்தை ஓர் இடத்துல இருந்து இன்னொரு இடத்திற்குக் கடத்துறோம். அப்படி கடத்தும்போது கொஞ்சம் நஷ்டமாகும். நூறு வோல்ட் அனுப்பினால் 99தான் கிடைக்கும். அதற்கு சில காரணங்கள் இருக்கும்.
ஆனா, சரியாக 100 சதவீத மின்சாரத்தையும் அனுப்பணும்னா சூப்பர் கண்டக்டிங் என்றொரு முறை இருக்கு. இதேபோல செயல்படக்கூடிய குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர் ஒன்றை டெவலப் செய்திருக்காங்க. இதன்பெயர் சூப்பர் கண்டக்டிங் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்.
நாம் பொதுவாக கணக்கிடும்போது ஒரு வசதிக்காக 1.000000001 என்பதை 1 என ரவுண்ட்ஆஃப் செய்து கொள்வோம். ஆனால், குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் இதில் சமரசமே செய்துகொள்ளாமல் அப்படியே துல்லியமாகக் கணக்கிடும். இதைச் செய்ய உறை நிலையில் இயங்கக் கூடிய சூப்பர் கண்டக்டிங் எலக்ட்ரிக் சர்க்கியூட்டுகள் தேவைப்படுகின்றன.
ஆனா, இதை பராமரிக்கிறதுதான் பிரச்னை. காட்டில் உருவாகும் தீ, தான் உருவான அந்தக் காட்டையே எரித்துவிடும். அதுபோல கியூபிட்டிலிருந்து உருவாகும் அதிவேக ஆற்றல் கியூபிட்டையே நிலைகுலைய வைத்துவிடும். எனவே இதை கூல் பண்ணக்கூடிய சிஸ்டம் தேவை. அதுவும் சேர்ந்திருந்தால்தான் நாம் சூப்பர் கண்டக்டிங் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர் வச்சுக்க முடியும்.
இரண்டாவது, Trapped ion quantum computingனு சொல்வாங்க. இது மின்காந்த அலைகளை அடிப்படையாகக் கொண்டு இயங்குது. கடல் அலைகளில் சிக்கும் பந்து, அலைகளின் கட்டுப்பாட்டில் இயங்குவது போல, மின்காந்த அலைகளில் அயனிகளை மிதக்கவிட்டு விடுவிக்கும் Trapped ion qubit தொழில்நுட்பம் இதில் பயன்படுத்தப்படுது. மூன்றாவதாக, Neutral atom quantum computingனு இருக்கு. இதில் மின்காந்த அலைகளுக்குப்பதில் ஒளி அலைகள் வழியாக அயனிகளைக் கட்டிப்போட்டு விடுவிக்கும் Neutral atom தொழில்நுட்பம் பயன்படுகிறது. இதுமாதிரி சில வகைகள் இருக்கு.
எங்கெல்லாம் பயன்படும்?
இன்டர்நெட் வந்தபின் ஒவ்வொரு வினாடியும், தரவுகள் வேகவேகமாகக் குவிந்து கொண்டே இருக்கின்றன. இந்நிலையில் தரவுகள் வரும் வேகத்தையும் மிஞ்சி, விரைவாக அவற்றை ஆராய்ந்து, தீர்வுகளைத் தரக்கூடிய செயற்கை நுண்ணறிவை உருவாக்க குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் பயன்படும்.அடுத்து, தொழிற்சாலைகளில் பல நிலைகளைக் கடந்துதான் ஒரு பொருள் தயாரிக்கப்படும். குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் மூலம் அவற்றில் சில நிலைகளை நீக்கி, செலவுகளைக் குறைத்து, தயாரிப்புகளின் தரத்தையும், அளவையும் அதிகரிக்கச் செய்யலாம்.
அப்புறம், மனித குலத்திற்கு அடிப்படைத் தேவையான மருந்து கண்டுபிடிப்பிற்கு இது பயனுள்ளதாக இருக்கும். கற்பனை மூலக்கூறுகளை (simulation) அதிவேகத்தில் குலுக்கிப்போட்டு புதுப்புது காம்பினேஷனில் மருந்துகள் தயாரிக்க உதவும். துரிதமாகக் கணக்கிடும் முறைகளை உருவாக்கும். இதனால், காலமும் செலவும் மிச்சமாகும். அடுத்து நிதித் துறை, விண்வெளித் துறை, ஷேர் மார்க்கெட், அக்கவுன்ட்ஸ் சம்பந்தப்பட்ட துறைகள்னு பல இடங்களில் பயன்படுது. அமெரிக்காவின் நாசாவில் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் சிஸ்டம் பயன்படுத்துறாங்க.
சமீபத்துல சர்வதேச வங்கி ஒன்றில் பணியாற்றும் என் நண்பரிடம் பேசிட்டு இருந்தேன். அவர் தங்கள் வங்கியில் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் முறையைப் பயன்படுத்திட்டு வர்றதாகச் சொன்னார். எனக்கு அது ஆச்சரியமாக இருந்தது. அதுவும் கடந்த பத்து ஆண்டுகளாகவே குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் சிஸ்டம் பயன்படுத்துறதாகச் சொல்றார். இதைப் பிரபலப்படுத்தாமலேயே கொஞ்சம் கொஞ்சமாக சேவைகளை செயல்படுத்திட்டு வர்றதாகக் குறிப்பிட்டார்.
உதாரணத்திற்கு, நெட் பாங்கிங்கை குறிப்பிட்டார். இதை சாதாரண கம்ப்யூட்டரே பண்ணிட்டு இருப்பதாக நாம் நினைச்சிட்டு இருக்கோம். ஆனா, இப்ப நெட் பாங்கிங் என்பது cloud கம்ப்யூட்டிங் போய், அங்க நிறைய செக்யூரிட்டி சிஸ்டம்ஸ் எல்லாம் வச்சு அதனுடன் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கையும் சேர்த்திருக்கிறதாகக் குறிப்பிட்டார்.
காரணம், நெட் பாங்கிங்ல எந்த இடத்துலயும் எந்தத் தடையும் வந்திடக்கூடாது என்பதும், கோடிக்கணக்கான பணப் பரிமாற்றம் அங்கே நடப்பதும்தான். அப்ப எந்தத் தடையும் இல்லாமல் வேகமாக பணப்பரிமாற்றம் நடக்கணும். அப்புறம், செக்யூரிட்டி தடைகள் எதுவும் வந்துவிடக்கூடாது. இந்தமாதிரியான விஷயங்களுக்காக குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் சிஸ்டத்தை பயன்படுத்துறாங்க.
அப்புறம், யுபிஐ, ஜிபே உள்ளிட்ட இடங்கள்ல பயன்படுத்துறாங்க. அடுத்து, லோன் கொடுக்குறாங்க இல்லையா அங்கேயும் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் முறை பயன்படுத்துறாங்க.
அதாவது, போன்ல பேசும்போதே, லோன் பெறுபவரின் குரலை வச்சு அவர் இதுக்கு முன்னாடி பேசியிருக்கிறாரா, வேறு எங்கெல்லாம் முதலீடு செய்திருக்கிறார்... உள்ளிட்ட விஷயங்களை பொதுத் தளத்திலிருந்து எடுத்து வேகமாக அனலைஸ் பண்ண குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் சிஸ்டம் பயன்படுதுனு சொன்னார். இப்படி வங்கிகள்ல நமக்குத் தெரியாமலே குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கைப் பயன்படுத்திட்டு வர்றாங்க.
இருந்தும் இது ஏன் பரவலாக வரலனா இதை நிறுவுவதும், பராமரிப்பதும் சிரமம். இதுக்கான அமைப்புகளை அரசுகள் உருவாக்கும்போது நிச்சயம் பரவலாகும்.
இதனுள் வளர்ந்த நாடுகள்கூட இன்னும் பரவலாக வரல. எப்படி விண்வெளித்துறையில் ஒரு சில குறிப்பிட்ட நாடுகள் கோலோச்சுறாங்களோ அதுபோல குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கும் இருக்குது. இதுக்கு செலவும் ஒரு காரணம்.
இப்ப நம்மூர்ல அமைச்சர் பி.டி.ஆர்.பழனிவேல் தியாகராஜனின் முன்னெடுப்பை பார்க்கிறப்ப சந்தோஷமாக இருக்கு. ஒருவேளை குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் சிஸ்டம் இங்கே வந்தால் தமிழ்நாடு நிச்சயம் அசுர வளர்ச்சியைப் பெறும்...’’ என உற்சாகமாகச் சொன்னார் ஐஎஸ்ஆர் செல்வகுமார்.
பேராச்சி கண்ணன்
|