වර්තමානය වන විට සුපිරි Quantum පරිගණක වල ආගමනය

වර්තමානය වන විට සුපිරි Quantum පරිගණක වල ආගමනය

LEGO කැට මගින් කුඩා දරුවන් නැව්, රොබෝ ආකෘති, නිවාස, අතිවිශාල ගොඩනැගිලි ආකෘති ආදිය නිර්මාණය කර තිබෙනු ඔබ දැක ඇතිවාට කිසිදු සැකයක් නෑ. මෙම විශාල සහ විශ්මිත ආකෘති සියල්ලම නිර්මාණය වන්නේ ඉතාමත් කුඩාම කුඩා LEGO කැට වල එකතුවකින්.

මෙම ආකෘති නිර්මාණය වී ඇති ආකාරයටම ඔබ අවට ඇති සියලු දෑ නිර්මාණය වී ඇත්තේ පරමාණුවලටත් වඩා කුඩාම කුඩා තැනුම් ඒකකයකින්. මේවා කොතරම් කුඩාද යත් ඒවා සාමාන්‍ය විද්‍යාගාර තුල ඇති අන්වීක්ෂයකින්  නිරීක්ෂණය කිරීමට නොහැකි අතර Spectroscopy, Photoelectric Effect, Scanning Tunneling Microscope (STM) වැනි විශේෂිත ක්‍රම මගින් පමණක් ඒවායේ ගති ලක්ෂණ නිරීක්ෂණය කිරීමට හැකියි.

මෙම කුඩා තැනුම් ඒකක Quanta (ක්වන්ටා)  ලෙස හදුන්වන්න අතර මේවා නිරීක්ෂණයේදී වටහාගෙන ඇති ආකාරයට මේවා ඉතාමත් පුදුම සහගත හැසිරීම් පෙන්වන්නේ නිව්ටන් නියම අනුව පවා ක්‍රියා නොකරමින්. ඔබ විසින් කෙසේ හෝ මෙම Quanta දෙකක් එක ලගට ගත් විට ඒවා එකිනෙකා සන්නිවේදනය කර ගැනීමට ආරම්භ කලා යැයි සිතන්න; දැන් මෙම Quanta දෙක ඔබට පුලුවන් තරම් ඈතකට ගෙන ගියත් මේවා තවමත් එකිනෙකා හා සන්නිවේදනය කර ගන්නවා වැනි අතිශයින්ම විශ්මිත හැසිරීම් රටා පවා පෙන්නුම් කරන මෙම Quanta ලෝකය ගැන නිරීක්ෂණය කිරීම 19 වන සියවසේ අග භාගයේ ආරම්භ වූ අතර 20 සියවසේ  මුල් භාගයේදී Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr වැනි ශ්‍රේෂ්ඨ විද්‍යාඥයන් විසින් එය තව දුරටත් විද්‍යාවක් ලෙස වැඩි දියුණු කරන ලද අතර එම විශය Quantum Mechanics ලෙස වර්තමානය වන විට හඳුන්වනු ලබනවා. 


20 සියවස අගභාගය වනවිට න්‍යෂ්ටික විද්‍යාත්මක පරීක්ෂණ වල ලබාගෙන තිබූ දියුණුවත් සමගම මෙම Quantum Mechanics අනෙකුත් ක්ෂේත්‍රවලට යොදාගන්නා ආකාරය ගැන පරික්ෂණ ආරම්භ වෙමින් තිබූ අතර ඇමරිකානු ජාතික භෞතික විද්‍යාඥයෙකු වන Richard Feynman සහ රුසියානු ජාතික ගණිතඥයෙකු වන Yuri Manin විසින් එය පරිගණක විද්‍යාවට යොදාගන්නා ආකාරය සම්බන්ධයෙන් අදහස් පලකරමින් සිටියේ 1980ටත් පෙරය. නමුත් මෙම පරිගණක නිර්මාණය සහ ඒවා ප්‍රායෝගිකව භාවිතා කරන ආකාරය සම්බන්ධව  1985 දී බ්‍රිතාන්‍ය ජාතික භෞතික විද්‍යාඥයෙකු වන David Deutsch විසින් ඉදිරිපත් කරන ලද අදහස නිසාවෙන් එතෙක් Binary මගින් තම ගණනයන් සහ දත්ත ගබඩා කිරීම සිදු කල  Digital පරිගණකත් සංඥා මගින් පාලනය වූ  Analog පරිගණකත් ලෙස පමණක්  වර්ගීකරණය වූ පරිගණක වර්ගීකරණයට Quantum mechanics මගින් පාලනය වන Quantum පරිගණක එකතු වන්නේ ලෝකයේම ගමන්මග නවමු මාවතකට හරවමිනි. 

Digital පරිගණක ගැන ඔබ හොදින්ම දන්නා පරිදි ඒවා තම ගණනය කිරීම්, දත්ත ගබඩා කරගැනීම සදහා යොදාගනු ලබන්නේ Bits ලෙස හදුන්වන මූලික තැනුම් ඒකකයයි. ඒවා සාමාන්‍ය ස්විච ලෙස ක්‍රියා කරන අතර යාන්ත්‍ර භාෂාව වන 0 සහ 1 පෙන්වීම සදහා ස්විච On සහ Off අවස්තාව යොදාගනී. මේවා ට්‍රිලියන ගණනක් භාවිතා කර වර්තමාන Digital  පරිගණක නිර්මාණය කරනු ලබන අතර Quantum ලෝකය තුලදී අපිට මේ ආකරයටම Quantum bits (qbits) ලෙස හදුන්වන ස්විච වර්ගයක් හමුවන අතර ඕනෑම අවස්තාවක on සහ off යන අවස්තා දෙකම එකවර පෙන්විය හැකි ලෙස ක්‍රියාත්මක වෙයි. Quantum Mechanics වල ඇති වූ දියුණුවත් සමග අපට මෙම ස්විච මගින් ක්‍රියාත්මක වන පරිගණක සෑදිමට අවකාශ සැලසෙන්නේ මෙතෙක් Digital සහ Analog පරිගණක භාවිතාවෙන් ලගා කරගත නොහැකි වූ තරමේ ගණනය කිරීම්වලට අවකාශය සලසමිනි. 

2019 වර්ශයේදී Google සහ NASA ආයතනය එක්ව Quantum පරිගණකයක් නිර්මාණය කර එමගින් මෙතෙක් නිර්මාණය කර තිබූ සාම්ප්‍රදායික පරිගණකයට කිසිදාක සිදු කල නොහැකි ගණනය කිරීමක් සිදුකරන ලදී. එම අවස්ථාව Quantum Supremacy ලෙසද හදුන්වනු ලබනවා. Sycamore ලෙස හදුන්වනු ලැබූ මෙම Quantum ප්‍රොසෙසරය තුල Q-bits 53ක් ඇති ලෙස නිර්මාණය කර ඇත.

මේ මගින් ඔවුන් සාමාන්‍ය පරිගණකයකට වසර 10,000ක් පමණ ගතවන ක්‍රියාවලියක් මිලි තප්පර 200කින් අවසන් කර ඇති බවට ඔවුන් එලිදැක්වූ පරීක්ෂණ පත්‍රිකාවක් මගින් හෙලි කර තිබෙනවා. IBM ආයතනයද මේ සම්බන්ධව තමන්ගේ පරීක්ෂණ කටයුතු සිදු කරමින් සිටින අතර ඔවුන් විසින් Qiskit නමින් ක්වන්ටම් මෘදුකාංග නිර්මාණය කිරීමේදී උදව් වන Software Development kit එකක් නිර්මාණය කර තිබෙනවා. එමෙන්ම IBM ආයතනය විසින් 2022 වසරේදී Eagle නමින් Quantum bit 127 කින් සමන්විත වන Quantum පරිගණකයක් නිර්මාණය කරන ලද්දේ Google සමාගමට නොදෙවෙනි කාර්‍යක්ෂමතාවකින් තම පරීක්ෂණ කටයුතු සිදු කරමිනි.

Quantum පරිගණක කිසිසේත්ම සාම්ප්‍රදායික පරිගණකවල අනුප්‍රාප්තිකයා ලෙස හදුන්වා නොදිය යුතු වන්නේ ඒවා මත ක්‍රියාත්මක කිරීමට අලුතෙන්ම නිර්මාණය කරන ලද පරිගණක ඇල්ගොරිතම් අවශ්‍ය වන බැවින් සහ ඒවා සාම්ප්‍රදායික ද්විමය යාන්ත්‍රික භාෂාවට වඩා වෙනස්ම ආකරයකට ක්‍රම ලේඛනය කල යුතු නිසාවෙනි. මේ වනවිටත් සොයාගෙන ඇති Shor's Algorithm මගින් විශාල ඉලක්කම් පහසුවෙන් හසුරවන අතර දත්ත ගබඩා වලින් ඉතාමත් ඉක්මනින් දත්ත සොයාගැනීමට Grover's Algorithm ලෙස නව ඇල්ගොරිතමයක් නිර්මාණය කර ඇත්තේද මේ නිසාවෙනි. ඔබටද මෙම Quantum පරිගණක ආශ්‍රිතව පරීක්ෂණ කටයුතු සිදු කිරීමට අවශ්‍ය නම් ඒ සදහා D-Wave සහ IBM සමාගම් විසින් අවස්ථාවන් සලසා ඇත්තේ මෙම Quantum Computing ක්ෂේත්‍රය තුල පරීක්ෂණ කටයුතු තව දුරටත් පුළුල් කිරීම සදහායි. 

Quantum පරිගණකවල අනාගතය මේ ආකරයට ඉතාමත් තරගකාරී ලෙස නිර්මාණය වෙද්දී අනෙකුත් ක්ෂේත්‍රවල විශේෂඥයන් මේවා තම තමන්ගේ ක්ෂේත්‍රවලට යොදාගන්නා ආකාරය ගැන මේ වනවිටත් පරීක්ෂණ ආරම්භ කර ඇත්තේ එම ගණන හැකියාවන් මගින් ලබා ගත හැකි ප්‍රයෝජන ගැන මනාව අවබෝධ කරගෙන ඇති නිසාවෙනි. වර්තමානය වන විට පරිගණක සෑම ක්ෂේත්‍රයකටම තම දායකත්වය සපයන අතර ඒවා බොහොමයක් මිනිසාට තම බුද්ධියේ සහ ගණිත හැකියාවෙන් පමණක් කිසිදා ඉෂ්ට කරගැනීමට නොහැකි තරමේ සංකීර්ණ ක්‍රියාවලින් වෙනවා. කෙසේ නමුත් මෙම සාම්ප්‍රදායික පරිගණක හැකියාවන්ගෙන්ද ඔබ්බට යන ගැටලු මේ ඕනෑම ක්ෂේත්‍රයක තවමත් නොවිසිදී ඉතුරු වී තිබේන්නේ ඒවා ආකෘති ගත කිරීමේ සහ ඒවා මගින් ගණනය කිරීමේ ඇති සංකීර්ණත්වය නිසාවෙනි. 

Quantum පරිගණක භාවිතාවෙන් බොහෝ ක්ෂෙත්‍රවල දියුණුවක් අපේක්ෂා කරන්නේ ඒමගින් ලැබෙන පරිගණක හැකියාව නිසාවෙනි. 

Cyber Security

අප විසින් භාවිතා කරන ඕනෑම පරිගණක පද්ධතියක ඇති ආරක්ෂණ ක්‍රමවේදයන් සෑම විටම ඉතාමත් ඉහල තාක්ෂණයකින් සහ කිසිදා බිද නොහැලිය ලෙස සෑම විටකම සකස් කරන්නේ ඒවායේ ඇති දත්ත සහ මෘදුකාංග මගින් ඉතාමත් විනාශකාරී දේවල් පහසුවෙන්ම ඉටු කරලිය හැකි නිසාවෙනි. නමුත් ඒ සියලුම පද්ධතිවල ආරක්ෂාවට යොදා ඇති ඇල්ගොරිතම සියල්ලම පාහේ ක්වන්ටම් පරිගණක වල දියුණුවත් සමග අහෝසි වී යන්නේ ඒවා මගින් මේ වනවිට ඇති සාම්ප්‍රදායික පරිගණක මගින් බිද හෙලීමට වසර ට්‍රිලියන ගණනක් ගතවන සමහර ආරක්ෂණ අගයන් මාස කිහිපයක් ඇතුලත මෙම ක්වන්ටම් පරිගණක මගින් බිද හෙලීමට සමත්වන නිසාවෙනි. 

මෙහි ඇති වාසි දායක තත්වය නම් Quantum පරිගණක මගින් නිර්මාණය කරනු ලබන Encryption වැඩ සටහනක් බිද හෙලීමට සාමාන්‍ය පරිගණකයටත් ඉතාමත් අසීරු වන අතරම ඒවා Quantum පරිගණක මගින්ද නැවත බිද හෙලීමටද නොහැකි වන ලෙස නිර්මාණය වන නිසාවෙනි. මෙනිසා Quantum Encryption ඇල්ගොරිතම මගින් බල ගැන්වන ආරක්ෂණ පද්ධති වලට මින් පෙර කිසිදාක නොතිබූ ආරක්ෂණ හැකියාවක් ලැබීමට ඉඩකඩ ඇත්තේ Cyber Security අංශයේ පෙරලියක් ඇති කරලමිනි. 

වෛද්‍ය ක්ෂේත්‍රය

ලෙඩ රෝග වලට අවශ්‍ය කරන බෙහෙත් වර්ග සොයා ගැනීමේදී වර්තමානයේ භාවිතා කරන ක්‍රමවේද අනුව ඉතාමත් දීර්ඝ කාලයක් සහ ඉතාමත් විශාල මුදලක් වැයවන්නේ ඒවාට අවශ්‍ය පරීක්ෂණ ආදිය සිදුකිරීම වෙනුවෙනි. ක්වන්ටම් පරිගණක මගින් පොරොන්දු වී ඇති පරිගණක හැකියාව මගින් මෙම ක්ෂේත්‍රය තුල ඉතාමත් විශාල දියුණුවක් පරීක්ෂකයන් බලාපොරොත්තු වන්නේ සංකීර්ණ ජීව විද්‍යාත්මක ආකෘති ක්වන්ටම් පරිගණක තුල පහසුවෙන් ප්‍රතිනිර්මාණය කර ඒවා විවිධ රසායනිකයන් සමග ක්‍රියාත්මක වී ලබා දෙන ප්‍රතිපල ඉතාමත් නිවැරදිව සහ වේගවත්ව නිරීක්ෂණය කිරීමට හැකි වීම නිසාවෙනි. 

ව්‍යාපාර සහ ආර්ථික කටයුතු

ව්‍යාපාර සහ ආර්ථික කටයුතු සෑම විටම ඉතාමත් සංකීර්ණ පද්ධතියක් ලෙස ක්‍රියාත්මක වන අතර සමහර මූල්‍ය පද්ධති වල ආකෘති සකස් කර ගැනීම සැබවින්ම පරිගණකයකයට අභියෝගකාරී වී ඇත්තේ ඒවා ඉතාමත් සංකීර්ණ ලෙස බොහෝ පද්ධතීන් සමග සම්බන්ධ වී ඇති නිසාවෙනි. මෙම ක්ෂේත්‍රය Quantum පරිගණකවල ගණන හැකියාව මගින් ඉතාමත් දියුණුවට පත්වීමට නියමිත වී ඇත්තේ ඒවා මගින් ඉතාමත් පහසුවෙන් සංකීර්ණ පද්ධති ආකෘති ගත කර ගණනය කිරීම් සිදු කිරීමට හැකි නිසාවෙනි. 

භාණ්ඩ බෙදා හැරීම සහ ප්‍රවාහනය

ලෝකයේ ඕනෑම තැනක ඇති භාණ්ඩයක් ඉතාමත් කෙටි කාලයක් තුල ඔබේ අතට ගෙනවිත් දීමට තරම් දියුණු වී ඇති මෙම ක්ෂේත්‍රය තුළ තවමත් විසදීමට සමත් නොවූ ගැටලු මෙන්ම පවතින ක්‍රම වේදයන් තුලද සෑහෙන තරමේ කාර්‍යක්ෂම නොවීමේ ගැටලුද රැසක් ඇති අතර ඒවා බොහොමයක් අවශ්‍ය පරිගණක හැකියාව නොමති වීම නිසාවෙන් සිදු වී ඇති ගැටලුය. යම් සිද්ධියක් නිසා සිදුවන ප්‍රමාදයන් පුරෝකතනය කර ඊට අදාල විකල්ප ක්‍රම ලබාදීමට වර්තමානය වනවිටත් හැකියාව ලබා තිබුණද ඒවා ඉතාමත් නිවැරදිව ගණනය කිරීමට සැලකිය යුතු පරිගණක හැකියාවක් අවශ්‍ය වෙයි. මෙයද Quantum පරිගණක මගින් අනාගතයේ විශාල වෙනසක් ඇති කිරීමට නියමිත ක්ෂේත්‍රයන් වන්නේය. 

බුද්ධිමය යාන්ත්‍ර විද්‍යාව හා ඒ ආශ්‍රිත නිර්මාණ

GPT4, Midjourny වැනි බුද්ධිමත් මෘදුකාංග සෑම විටම ඉතාමත් විශාල ගණනය කිරීම් රැසක් යොදාගනු ලබන්නේ අප විසින් ඒවායින් අසන ගැටලු වලට අවශ්‍ය පිලිතුරු ලබාදීම වෙනුවෙනි. මෙම මෘදුකාංගයන් සෑහෙන තරමේ නිවැරදිතාවයකින් සහ කාර්‍යක්ෂමව ක්‍රියාත්මක කිරීමට සාමානෙයෙන් ඉතාමත් වේගවත් පරිගණක රාශියකින් සමන්විත පද්ධතියක් අවශ්‍ය වන අතර ඒවා ස්ථාපනය සහ පවත්වාගෙන යාම වෙනුවෙන් අධික පිරිවැයක් යෙදවීමටද සිදු වේ. Quantum neural networks, Quantum Boltzmann machines වැනි AI ඇල්ගොරිතම මේ වනවිටත් Quantum පරිගණක මත ක්‍රියාත්මක කරලීමට අවශ්‍ය පරීක්ෂණ සිදු කරමින් සිටින අතර අනාගතයේ මෙම ක්ෂේත්‍රවල ඇතිවන දියුණු වීම් සමග ඒවා මගින් වර්තමානයේ ඔබ විසින් අත්දකින බුද්ධිමත් මෘදුකාංග වල හැකියාවන්ද අභිබවා යන නිර්මාණයන් අනිවාර්‍යෙන්ම ඔබට අත්දැකීමට ලැබෙනු ඇත. 

කාළගුණ විද්‍යාව

ස්වාභාවික පරිසරයේ සිදුවන වෙනස්කම් නීරීක්ෂණය මගින් අනාවැකි නිකුත් කරන මෙය වර්තමනාය වන විට බොහෝ පැහැදිලි වැසි තත්ව කුණාටු සම්බන්ධයෙන් තම අනාවැකි නිකුත් කලද භූමිකම්පා වැනි ස්වභාවික ආපදා තත්වයන් වැනි අවස්තා සම්බන්ධයෙන් නම්  තවමත් එතරනම් දියුණුවක් ලබාගෙන නැත්තේ ඒවායේ ඇති සංකිර්ණත්වය නිසාවෙනි. ඇමසන් වනාන්තරයේ සිදුවන ඉතාමත් සුලු පරිසර වෙනස් වීමක් වුවද ලෝකයේම කාලගුණය වෙනස් කරවන තරම් සංකීර්ණ මෙම ක්ෂේත්‍රය Quantum පරිගණකවල දියුණුව සමග ඉතාමත් විශාල වෙනසකට බදුන් වනු ඇතැයි බලාපොරොත්තු වන්න පුලුවන්.


තවත් ක්ෂේත්‍ර ගණනාවක් මේ ආකාරයට තම පරීක්ෂණ කටයුතු මෙම Quantum පරිගණක සමග සිදු කරමින් සිටින්නේ ඒවා මගින් ලබාගත හැකි ඉමහත් වාසි නිසාවෙනි. කෙසේ වුවද ඉතාමත් සීඝ්‍ර දියුණුවක් පෙන්නුම් කරමින් ඇති මෙම Quantum පරිගණක තවමත් විද්‍යාගාර තුල ඇති නිසාවෙන් ඒවා මගින් ප්‍රතිපල ලබා ගැනීමට තවත් ටික කාලයක් ගතවීමට ඉඩ ඇත්තේ ඒවා සාමාන්‍ය භාවිතාවට නිකුත් කිරීමට පෙර විසදාගත යුතු ගැටලු රාශියක් තවමත් Quantum පරිගණක නිර්මාණයේ ඉතුරු වී ඇති නිසාවෙනි. 

දශක ගණනාවක සිට දියුණු වී ඇති සාම්ප්‍රදායික පරිගණක හා සැලකීමේදී  මෙම Quantum  පරිගණක වල ඇති ප්‍රධානම ගැටලුව නම් ඒවායේ ඇති දත්ත කාලයත් සමග සියුම් ලෙස වෙනස් වීමට ඇති හැකියාවයි. එමෙන්ම මෙම ක්වන්ටම් පරිගණක වල ගණනය කිරීම් වලදී ඉතාමත් ඉහල දෝෂ ප්‍රමණයක් වාර්තා වීම තවත් සැලකිය යුතු අවාසියක් ලෙස හදුනාගත හැකිය. එමෙන්ම මෙම පරිගණක භාවිතා කිරීමට ඉතාමත් ඉහල දැනුමක් තිබිය යුතු වන්නේ ඒම පරිගණක තවමත් විද්‍යාගාර තුල විශේෂිත උපකරණ සහ තත්ව භාවිතාවෙන් නිර්මාණය කර ඇති නිසාවෙනි. කෙසේ වුවත් ලොව පුරා බොහෝ විද්‍යාඥයන් සහ ආයෝජකයන් තමන්ගේ දායකත්වය ඉතාමත් ඉහලින් මෙම පරීක්ෂණ කටයුතු වෙනුවෙන් ලබාදෙන්නේ ඉන් ලැබීමට නියමිත ප්‍රතිපල මගින් ලෝකයේ සැබෑ වෙනසක් ඉටු කිරීමට හැකිවන නිසාවෙනි.

මෙවැනි වූ තාක්ෂණික කරුණු සහ නවතම තාක්ෂණික පුවත් ඉක්මනින් දැන ගැනීම සඳහා Android වැඩකාරයෝ අප සමඟම රැඳී සිටින්න.

Read more

WWDC 2024 හිදී සිදුකෙරුණු විශේෂිතම එලිදැක්වී​ම් 13

WWDC 2024 හිදී සිදුකෙරුණු විශේෂිතම එලිදැක්වී​ම් 13

සුපුරුදු පරිදි Apple's Worldwide Developers Conference එක මීට දවස් කිහිපයක ට උඩදි පැවැත් වුනා. එහිදි Apple විසින් විශේෂයෙන් කතා කරපු ප්‍රධාන කරුණු 13 ක් පිළිබදව අවදානය

By Kusal Dissanayaka