ක්වන්ටම් පරිගණක (Quantum Computers)|Dileenet A/L ICT

 

ක්වන්ටම් පරිගණක (Quantum Computers)

ක්වන්ටම් පරිගණක (Quantum Computers) කියන්නේ සාමාන්‍ය (සම්භාව්‍ය) පරිගණකවලට වඩා හාත්පසින්ම වෙනස් ආකාරයකට දත්ත ගබඩා කිරීමට සහ සැකසීමට ක්වන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ (Quantum Mechanics)   මූලධර්ම භාවිතා කරන පරිගණක විශේෂයකි.

මූලික සංකල්ප:

1. ක්වන්ටම් බිට් (Qubit - ක්විබිට්):
• සාමාන්‍ය පරිගණකවල දත්ත ගබඩා කරන්නේ බිට් (Bit) මගින් වන අතර, එය 0 හෝ 1 යන තත්ත්ව දෙකෙන් එකක පමණක් තිබිය හැක.
• ක්වන්ටම් පරිගණකවල දත්ත ගබඩා කරන්නේ ක්වන්ටම් බිට් (Qubits) මගින් වන අතර, මේවාට 0, 1, හෝ 0 සහ 1 දෙකෙහිම Superposition තත්ත්වයක එකවර පැවතිය හැක. මෙය ක්වන්ටම් පරිගණකවලට එකවර විශාල තොරතුරු ප්‍රමාණයක් සැකසීමට හැකියාව ලබා දෙයි.
2. Superposition:
• ක්විබිට් එකකට එකවර තත්ත්ව කිහිපයක පැවතිය හැකි මූලධර්මයයි. මේ නිසා ක්වන්ටම් පරිගණකයකට බොහෝ ගණනය කිරීමේ මාවත් එකවර ගවේෂණය කළ හැක.
3. Entanglement - පැටලීම:
• Entanglement යනු ක්විබිට් දෙකක් හෝ වැඩි ගණනක් එකිනෙකට සම්බන්ධ වන සංසිද්ධියකි. එක් ක්විබිට් එකක තත්වය මැන බැලීමෙන්, අනෙක් ක්විබිට් එකේ තත්වය ක්ෂණිකව දැනගත හැකි වේ. මෙය ක්වන්ටම් පරිගණනයට අතිශයින් වැදගත් වන අතර, ඒවායේ බලය වැඩි කිරීමට උපකාරී වේ.

වැදගත්කම සහ යෙදීම්:

ක්වන්ටම් පරිගණක තවමත් සංවර්ධන අවධියේ පවතී, නමුත් ඒවාට ඇතැම් ආකාරයේ ගැටලු සම්භාව්‍ය සුපිරි පරිගණකවලට වඩා දැවැන්ත ලෙස වේගයෙන් විසඳීමට හැකි බව විශ්වාස කෙරේ. මෙහිදී අපේක්ෂිත ප්‍රධාන යෙදීම් කිහිපයක් මෙන්න:

• අණු සහ ද්‍රව්‍ය අනුකරණය (Simulation): ඖෂධ සංවර්ධනය, නව ද්‍රව්‍ය නිර්මාණය සහ රසායන විද්‍යාත්මක ක්‍රියාවලීන් වඩාත් හොඳින් අවබෝධ කර ගැනීම. (උදා: ඖෂධ සොයාගැනීම)
• ගුප්ත කේතන විද්‍යාව (Cryptography): දැනට පවතින බොහෝ පොදු-යතුරු ගුප්ත කේතන ක්‍රම බිඳ දැමීමට හැකිවීම. ඒ සඳහා නව, "ක්වන්ටම්-ආරක්ෂිත" ගුප්ත කේතන ක්‍රම නිර්මාණය කිරීම ද අවශ්‍ය වේ.
• ප්‍රශස්තකරණය (Optimization): සංකීර්ණ සැපයුම් දාම, මූල්‍ය ආකෘති සහ මාර්ග සැලසුම් වැනි ගැටලු සඳහා වඩාත් කාර්යක්ෂම විසඳුම් සෙවීම.
• කෘතිම බුද්ධිය (AI): යන්ත්‍ර ඉගෙනීමේ ආකෘතිවල කාර්යසාධනය වැඩි දියුණු කිරීම.

වර්තමාන තත්ත්වය:

• ක්වන්ටම් පරිගණක තවමත් ප්‍රායෝගික භාවිතය සඳහා සූදානම් නැත, මන්ද ක්විබිට් ඉතා සංවේදී වන අතර පරිසරයෙන් පහසුවෙන් බලපෑම් වලට ලක් වී දෝෂ (Decoherence) ඇති විය හැකි බැවිනි.
• කෙසේ වෙතත්, Google (Willow chip), IBM, IonQ වැනි සමාගම් විසින් ක්වන්ටම් පරිගණනයේ විශාල ප්‍රගතියක් ලබාගෙන ඇති අතර, ඇතැම් විද්‍යාත්මක ගැටලු සම්භාව්‍ය පරිගණකවලට වඩා වේගයෙන් විසඳීමට හැකි බව පෙන්වා දී ඇත. මෙය "සත්‍යාපනය කළ හැකි ක්වන්ටම් වාසියක්" (verifiable quantum advantage) ලෙස හැඳින්වේ.

English Version

A quantum computer is a type of computer that uses the principles of quantum mechanics—the physics of very small particles—to process information in fundamentally different ways than traditional "classical" computers.

Instead of using classical bits (which are either a 0 or a 1), quantum computers use quantum bits, or qubits, which can harness three key quantum phenomena:

1. Superposition: A qubit can exist in a combination of both the 0 and 1 states simultaneously. This allows quantum computers to explore a vast number of possibilities at the same time, leading to exponential increases in processing power as more qubits are added.

2. Entanglement: This is a strong correlation between the states of two or more qubits, where they are linked quantum-mechanically, regardless of the distance between them. Measuring the state of one instantly tells you the state of the other. This is crucial for certain quantum operations.

3. Quantum Interference: This is used in quantum algorithms to amplify the probability of obtaining the correct answer and cancel out the probability of getting the wrong answers.

Why are they important?

Quantum computers are not meant to replace your personal laptop. They are specialized tools designed to solve specific, highly complex problems that are currently impossible for even the most powerful classical supercomputers. Key applications include:

• Drug Discovery and Materials Science: Simulating the behavior of molecules and atoms to create new medicines and materials faster and more efficiently.

• Cryptography: Breaking the encryption that secures modern internet communications (like RSA) and developing new, "quantum-safe" encryption methods.

• Optimization: Solving massive optimization problems in logistics, finance, and artificial intelligence.

While the technology is still in the early stages and very sensitive (qubits must be kept extremely cold and isolated to prevent errors), major tech companies are rapidly making progress, demonstrating a "quantum advantage" in solving certain problems.