কোয়ান্টাম কম্পিউটিং একটি অভিনব প্রযুক্তি যা প্রথাগত কম্পিউটারের ক্ষমতার বাইরের সমস্যাগুলির সমাধান করতে কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যা ব্যবহার করে।
অনেক কোম্পানি এখন হাজার হাজার ডেভেলপারদের কাছে প্রকৃত কোয়ান্টাম হার্ডওয়্যার উপলব্ধ করার চেষ্টা করছে, এমন একটি টুল যা বিজ্ঞানীরা প্রায় তিন দশক আগে স্বপ্ন দেখেছিলেন।
ফলস্বরূপ, আমাদের প্রকৌশলীরা ঘন ঘন ক্রমবর্ধমান শক্তিশালী সুপারকন্ডাক্টিং কোয়ান্টাম কম্পিউটার মোতায়েন করছেন, আমাদেরকে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং গতি এবং বিশ্বকে পরিবর্তন করার জন্য প্রয়োজনীয় ক্ষমতার কাছাকাছি নিয়ে আসছে।
এই পোস্টে, আমরা একটি ঘনিষ্ঠভাবে কটাক্ষপাত করব কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এবং টুল এবং ফ্রেমওয়ার্ক যা এর সাথে যায়, সেইসাথে তারা 2022 সালে কোথায় থাকবে।
কোয়ান্টাম কম্পিউটিং কি?
এই সুপারকম্পিউটারগুলি সুপারপজিশন এবং এনট্যাঙ্গলমেন্টের নীতির উপর নির্মিত, যা কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যার দুটি দিক। কোয়ান্টাম কম্পিউটার এখন অনেক কম শক্তি ব্যবহার করে প্রচলিত কম্পিউটারের তুলনায় দ্রুত গতিতে কাজ করতে পারে।
1980 এর দশকে, কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর ক্ষেত্র উদ্ভূত হয়েছিল। তারপরে এটি প্রকাশিত হয়েছিল যে কোয়ান্টাম অ্যালগরিদমগুলি কম্পিউটারের নির্দিষ্ট কাজগুলি সমাধানে তাদের প্রচলিত সমতুল্যগুলির চেয়ে বেশি দক্ষ ছিল।
কোয়ান্টাম কম্পিউটিং কম্পিউটার বিজ্ঞানের একটি শাখা যা কোয়ান্টাম তত্ত্ব ধারণার উপর ভিত্তি করে কম্পিউটার প্রযুক্তির অগ্রগতির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। এটি সাবঅ্যাটমিক কণার অসাধারণ ক্ষমতা ব্যবহার করে একযোগে বেশ কয়েকটি রাজ্যে, যেমন 0 এবং 1। তারা সাধারণ কম্পিউটারের তুলনায় যথেষ্ট বেশি ডেটা প্রক্রিয়া করতে সক্ষম।
কোয়ান্টাম কম্পিউটিং অপারেশনে একটি কিউবিট তৈরি করতে একটি আইটেমের কোয়ান্টাম অবস্থা ব্যবহার করা হয়। Qubits হল কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর মৌলিক ডেটা ইউনিট। কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ে, তারা একই কাজ পরিবেশন করে যা বিটগুলি সাধারণ কম্পিউটিংয়ে করে, কিন্তু তারা বেশ ভিন্নভাবে আচরণ করে।
প্রথাগত বিটগুলি বাইনারি এবং শুধুমাত্র 0 বা 1 এর অবস্থান বজায় রাখতে পারে, যেখানে qubits সমস্ত সম্ভাব্য অবস্থার একটি সুপারপজিশন অন্তর্ভুক্ত করতে পারে।
কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর জন্য সেরা ফ্রেমওয়ার্ক
1. cirq
Cirq গুগলের কোয়ান্টাম এআই টিম দ্বারা নির্মিত হয়েছিল। এটি কোয়ান্টাম সার্কিট ডিজাইন এবং উন্নত করতে ব্যবহৃত হয় যা তারপর কোয়ান্টাম কম্পিউটার এবং সিমুলেটরগুলিতে পরীক্ষা করা হয়। Cirq চমত্কার কারণ এটি বিকাশ সিমুলেটর অফার করে যা বাস্তব জীবনে দেখাগুলির মতোই।
এটি বোঝায় যে লাইব্রেরিটি NISQ (নয়েজি ইন্টারমিডিয়েট-স্কেল কোয়ান্টাম) এর আশেপাশের হার্ডওয়্যার বিবরণের মাধ্যমে কাজ করে যাতে আমরা নিশ্চিত হতে পারি যে অ্যালগরিদম বা সার্কিটটি শেষ হওয়ার পরে একটি বাস্তব কোয়ান্টাম কম্পিউটারে চালানো যেতে পারে।
ফলস্বরূপ, এটি অভিযোজিত এবং স্থাপনযোগ্য কোয়ান্টাম সার্কিট তৈরি করতে শোষিত হওয়ার সম্ভাবনা রয়েছে। এটিতে ইন্টারঅপারেবিলিটি বৈশিষ্ট্যও রয়েছে। একটি সফ্টওয়্যার যা কোয়ান্টাম সার্কিট এবং সিমুলেশন আমদানি এবং রপ্তানি করে, উদাহরণস্বরূপ।
প্রোগ্রামিং কোয়ান্টাম কম্পিউটারের জন্য একটি কাঠামো যা ওপেন সোর্স। Cirq হল a পাইথন সফ্টওয়্যার প্যাকেজ যা আপনাকে কোয়ান্টাম কম্পিউটার এবং সিমুলেটরগুলিতে চালানোর আগে কোয়ান্টাম সার্কিটগুলি তৈরি, ম্যানিপুলেট এবং অপ্টিমাইজ করতে দেয়।
Cirq হল আজকের কোলাহলপূর্ণ মধ্যবর্তী-স্কেল কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলির সাথে মোকাবিলা করার জন্য একটি দক্ষ বিমূর্ততা, যেখানে হার্ডওয়্যার প্রয়োজনীয়তা অত্যাধুনিক ফলাফল অর্জনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
বৈশিষ্ট্য
- কিউবিটগুলিতে কাজ করা গেটগুলি থেকে, আপনি কীভাবে কোয়ান্টাম সার্কিট ডিজাইন করবেন তা শিখতে পারেন। একটি মুহূর্ত কী এবং কীভাবে বিভিন্ন সন্নিবেশ কৌশল আপনাকে আপনার আদর্শ সার্কিট তৈরিতে সহায়তা করতে পারে তা জানুন। নতুন এবং উন্নত সার্কিট তৈরি করার জন্য সার্কিটগুলিকে কীভাবে স্লাইস এবং ডাইস করতে হয় তা শিখুন।
- একটি সার্কিট সমসাময়িক হার্ডওয়্যারে প্রয়োগ করা যেতে পারে কিনা তার উপর প্রযুক্তির সীমাবদ্ধতার একটি উল্লেখযোগ্য প্রভাব রয়েছে। কীভাবে Google এর কোয়ান্টাম কম্পিউটিং পরিষেবা প্রোগ্রাম করতে হয় এবং এই সীমাবদ্ধতাগুলি মোকাবেলা করার জন্য কীভাবে ডিভাইস তৈরি করতে হয় তা শিখুন।
- Cirq-এ উভয় তরঙ্গ ফাংশন এবং ঘনত্ব ম্যাট্রিক্সের অন্তর্নির্মিত সিমুলেটর রয়েছে। মন্টে কার্লো বা পূর্ণ ঘনত্বের ম্যাট্রিক্স সিমুলেশনগুলি কোলাহলপূর্ণ কোয়ান্টাম চ্যানেলগুলি মোকাবেলা করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
- Google এর কোয়ান্টাম প্রসেসরে পরীক্ষা চালানোর জন্য, Cirq কোয়ান্টাম কম্পিউটিং পরিষেবার সাথে সহযোগিতা করে।
2. প্রজেক্টকিউ
ETH জুরিখ ProjectQ তৈরি করেছে, একটি ওপেন সোর্স কোয়ান্টাম কম্পিউটিং সফ্টওয়্যার আর্কিটেকচার। এটি একটি শক্তসমর্থ এবং সহজবোধ্য প্রদান করে বাক্য গঠন ব্যবহারকারীদের পাইথনে কোয়ান্টাম অ্যাপ্লিকেশন তৈরি করার জন্য। প্রজেক্টকিউ তারপরে এই স্ক্রিপ্টগুলিকে যে কোনও ধরণের ব্যাক-এন্ডে রূপান্তর করতে পারে, তা ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার সিমুলেটর বা কোয়ান্টাম প্রসেসর হোক না কেন।
প্রজেক্টকিউ তারপরে এই অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে যে কোনও ধরণের ব্যাক-এন্ডে রূপান্তর করতে পারে, যেমন একটি ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার সিমুলেটর বা কোয়ান্টাম প্রসেসর, যেমন আইবিএম কোয়ান্টাম এক্সপেরিয়েন্স প্ল্যাটফর্ম।
বৈশিষ্ট্য
- আইটি একটি উচ্চ স্তরের প্রোগ্রাম ভাষা কোয়ান্টাম প্রোগ্রামের জন্য।
- এটিতে একটি মডুলার এবং অভিযোজিত কম্পাইলার রয়েছে।
- এটি বেশ কয়েকটি হার্ডওয়্যার এবং সফ্টওয়্যার ব্যাকএন্ডও অফার করে।
- ফার্মিওনিক সমস্যা সমাধানের জন্য একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার লাইব্রেরি (ফার্মিলিব)
- IBM কোয়ান্টাম এক্সপেরিয়েন্স চিপ, AQT ডিভাইস, AWS ব্র্যাকেট, এবং IonQ পরিষেবা-প্রদত্ত ডিভাইসগুলি সবই কোয়ান্টাম অ্যালগরিদম চালানোর জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।
- বিমূর্ততার উচ্চ স্তরে, কোয়ান্টাম প্রোগ্রামগুলি অনুকরণ করা যেতে পারে (উদাহরণস্বরূপ, নিম্ন-স্তরের গেটগুলিতে সংকলন করার পরিবর্তে বড় ওরাকলগুলির ক্রিয়াকে অনুকরণ করা)
- ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারে, কোয়ান্টাম প্রোগ্রাম সিমুলেট করা যেতে পারে।
3. টেনসোফ্লো কোয়ান্টাম
পাইথন ফ্রেমওয়ার্ক টেনসরফ্লো কোয়ান্টাম (TFQ) কোয়ান্টামের জন্য মেশিন লার্নিং. TFQ হল একটি TensorFlow অ্যাপ্লিকেশন ফ্রেমওয়ার্ক যা কোয়ান্টাম অ্যালগরিদম এবং মেশিন লার্নিং গবেষকদের সরাসরি TensorFlow থেকে Google এর কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ফ্রেমওয়ার্ক ব্যবহার করতে দেয়।
টেনসরফ্লো কোয়ান্টাম একটি প্রোগ্রাম যা কোয়ান্টাম ডেটা এবং কোয়ান্টাম-ক্লাসিক্যাল হাইব্রিড মডেল তৈরির উপর ফোকাস করে। এটি Cirq-পরিকল্পিত কোয়ান্টাম কম্পিউটিং কৌশল এবং TensorFlow API-এর সাথে যুক্তির সাথে উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন কোয়ান্টাম সার্কিট সিমুলেটরকে একত্রিত করে।
TFQ ফ্রেমওয়ার্কটি প্রথাগত এবং হাইব্রিড উভয় মডেল যেমন কোয়ান্টাম সিএনএন (কিউসিএনএন) চালানোর জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। ফলস্বরূপ, TFQ যেকোন সমস্যার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে যা পূর্বে ঐতিহ্যগত পন্থা ব্যবহার করে উত্তর দেওয়া অসম্ভব ছিল। কিছু বাস্তব-জগতের সমস্যার উত্তর দিতে, কোয়ান্টাম বা কোয়ান্টাম-ক্লাসিক্যাল হাইব্রিড মডেল তৈরি করতে TFQ দিয়ে শুরু করুন।
বৈশিষ্ট্য
- গবেষকরা একটি একক কম্পিউটেশনাল নেটওয়ার্কে কোয়ান্টাম ডেটাসেট, কোয়ান্টাম মডেল এবং প্রচলিত নিয়ন্ত্রণ পরামিতি ব্যবহার করে টেনসর তৈরি করতে TFQ ব্যবহার করতে পারেন।
- টেনসর কোয়ান্টাম ডেটা (সংখ্যার একটি বহুমাত্রিক বিন্যাস) সংরক্ষণ করতে ব্যবহৃত হয়। কোয়ান্টাম ডেটার প্রতিটি টেনসরকে একটি Cirq কোয়ান্টাম সার্কিট হিসাবে বর্ণনা করা হয় যা মাছিতে কোয়ান্টাম ডেটা তৈরি করে।
- গবেষক একটি কোয়ান্টাম প্রোটোটাইপ করতে Cirq ব্যবহার করতে পারেন স্নায়বিক নেটওয়ার্ক যা পরে একটি টেনসরফ্লো কম্পিউট গ্রাফে অন্তর্ভুক্ত করা হবে।
- একই সাথে অসংখ্য কোয়ান্টাম সার্কিট প্রশিক্ষন এবং কার্যকর করার ক্ষমতা টেনসরফ্লো কোয়ান্টামের একটি প্রধান বৈশিষ্ট্য।
4. পারসেভেল
পার্সেভাল হল ফোটোনিক কোয়ান্টাম কম্পিউটার প্রোগ্রামিং করার জন্য একটি ওপেন-সোর্স ফ্রেমওয়ার্ক যা পার্সেভাল দ্বারা তৈরি করা হয়েছে, একটি ফরাসি ব্যবসা যা আলোর ম্যানিপুলেশনের উপর ভিত্তি করে একটি নতুন প্রজন্মের কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে।
পার্সেভাল রৈখিক অপটিক্যাল উপাদান থেকে সার্কিট রচনা করার জন্য, একক-ফোটন উত্স সংজ্ঞায়িত করার, ফক স্টেটগুলিকে ম্যানিপুলেট করার, কোয়ান্টাম সিমুলেশন চালানো, প্রকাশিত পরীক্ষামূলক কাগজপত্র পুনরুত্পাদন, এবং একটি সাধারণ অবজেক্ট-ওরিয়েন্টেড পাইথন API এর মাধ্যমে কোয়ান্টাম অ্যালগরিদমের নতুন প্রজন্মের সাথে পরীক্ষা করার জন্য সরঞ্জাম সরবরাহ করে।
এর লক্ষ্য হল কোয়ান্টাম ফোটোনিক সার্কিট নির্মাণের জন্য একটি সহচর হাতিয়ার - তাদের নকশা অনুকরণ এবং পরিমার্জন করার জন্য, আদর্শ এবং বাস্তব উভয় আচরণের মডেলিং এবং ব্যাকএন্ডের ধারণার মাধ্যমে তাদের নিয়ন্ত্রণ করার জন্য একটি প্রমিত ইন্টারফেস অফার করা।
এটি একটি স্থানীয় ডেস্কটপে কাজ করার জন্য অপ্টিমাইজ করা হয়েছে, এইচপিসি ক্লাস্টারগুলির জন্য অনেক বর্ধন সহ, এবং ফটোনিক সার্কিটে কোয়ান্টাম অ্যালগরিদমের সংখ্যাসূচক এবং প্রতীকী সিমুলেশনের জন্য অত্যাধুনিক ব্যাকএন্ডগুলিতে অ্যাক্সেস সরবরাহ করে।
আপনি অ্যালগরিদম এবং জটিল লিনিয়ার অপটিক্স সার্কিট তৈরি করতে প্রচুর পরিমাণে প্রিফেব্রিকেটেড উপাদান ব্যবহার করতে পারেন। সুপরিচিত অ্যালগরিদমগুলির একটি লাইব্রেরি অ্যাক্সেসযোগ্য, সেইসাথে সেগুলি কীভাবে ব্যবহার করতে হয় তার পাঠ।
আপনি অ্যালগরিদমগুলিকে সূক্ষ্ম-টিউন করার জন্য পরীক্ষাগুলি চালানোর জন্য, পরীক্ষামূলক ডেটার সাথে তুলনা করতে এবং প্রকাশিত প্রকাশনাগুলি পুনরায় তৈরি করতে কোডের কয়েকটি লাইন ব্যবহার করতে পারেন৷
বৈশিষ্ট্য
- রৈখিক অপটিক্স এবং ফোটোনিক কোয়ান্টাম কম্পিউটিং-এর দিকে সম্পূর্ণরূপে নিবেদিত এক ধরনের স্থাপত্য
- প্রকল্পটি একটি মডুলার আর্কিটেকচার সহ একটি ওপেন সোর্স প্রকল্প যা সম্প্রদায়ের অবদানকে স্বাগত জানায়।
- প্রিফেব্রিকেটেড উপাদানগুলির একটি বিশাল লাইব্রেরি ব্যবহার করে, অ্যালগরিদম এবং জটিল লিনিয়ার অপটিক্স সার্কিট তৈরি করুন। সুপরিচিত অ্যালগরিদমগুলির একটি লাইব্রেরি অ্যাক্সেসযোগ্য, সেইসাথে সেগুলি কীভাবে ব্যবহার করতে হয় তার পাঠ।
- অ্যালগরিদমগুলিকে সূক্ষ্ম সুর করতে পরীক্ষা করুন, পরীক্ষামূলক ডেটার সাথে তাদের তুলনা করুন এবং কোডের কয়েকটি লাইনে বিদ্যমান প্রকাশনাগুলি অনুলিপি করুন৷
- ফোটোনিক সার্কিটে কোয়ান্টাম অ্যালগরিদম অনুকরণ করতে, পরিশীলিত ব্যাকএন্ড ব্যবহার করুন। পার্সেভালকে HPC ক্লাস্টারের জন্য অনেক বর্ধিতকরণ সহ সাংখ্যিক এবং প্রতীকী কর্মক্ষমতা উভয়ের পরিপ্রেক্ষিতে স্থানীয় ডেস্কটপে চালানোর জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।
5. কিস্কিট
আমরা জানি যে আমরা যদি পরবর্তী প্রজন্মের প্রযুক্তি সম্পর্কে কথা বলি, তাহলে IBM এর কাছে কিছু অফার করতে হবে। এটা অবশ্যই করে। কিসকিট কোয়ান্টাম সফ্টওয়্যার বিকাশের জন্য একটি ওপেন সোর্স প্ল্যাটফর্ম।
কিস্কিট হল একটি আইবিএম-অর্থায়িত সফ্টওয়্যার ফ্রেমওয়ার্ক যা ব্যবহারকারীদের জন্য এটি সম্পর্কে শিখতে সহজ করে তোলে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং. যেহেতু কোয়ান্টাম কম্পিউটার আসা কঠিন, আপনি আইবিএম-এর কিস্কিট টুলকিটের মতো একটি ক্লাউড সরবরাহকারী ব্যবহার করতে পারেন যাতে একটিতে অ্যাক্সেস পাওয়া যায়।
এটি ব্যবহার করার জন্য সম্পূর্ণ বিনামূল্যে, এবং কোড সব ওপেন সোর্স. একটি অনলাইন পাঠ্যপুস্তক রয়েছে যা আপনাকে কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যার সমস্ত মৌলিক বিষয় শেখায়, যা নতুনদের জন্য খুবই উপযোগী যারা বিষয়টির সাথে অপরিচিত।
কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি ডাল, সার্কিট এবং অ্যাপ্লিকেশন মডিউলগুলির স্তরে ব্যবহার করা যেতে পারে।
বৈশিষ্ট্য
- বিভিন্ন স্তরের ব্যবহারকারীরা গবেষণা এবং অ্যাপ্লিকেশন বিকাশের জন্য কিস্কিট ব্যবহার করতে পারেন কারণ এটি কোয়ান্টাম গেটগুলির একটি সম্পূর্ণ সংগ্রহ এবং পূর্ব-নির্মিত সার্কিটের একটি পরিসরের সাথে আসে।
- আপনি ক্লাউড-ভিত্তিক সিপিইউ, কিউপিইউ এবং জিপিইউতে কোয়ান্টাম অ্যাপ্লিকেশনের সমন্বয়ের জন্য কিস্কিট রানটাইম ব্যবহার করতে পারেন, সেইসাথে প্রকৃত কোয়ান্টাম প্রসেসরগুলিতে কার্যক্রম চালাতে এবং সময়সূচী করতে পারেন।
- ট্রান্সপিলার ব্যাকএন্ডের নেটিভ গেট সেট ব্যবহার করে কিস্কিট কোডকে একটি দক্ষ সার্কিটে রূপান্তরিত করে, ব্যবহারকারীদের ন্যূনতম ইনপুট সহ যেকোনো কোয়ান্টাম প্রসেসর বা আর্কিটেকচারের জন্য ডিজাইন করতে দেয়।
উপসংহার
সংক্ষিপ্তভাবে বলতে গেলে, কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি খুব অল্প সময়ের মধ্যে আজকের এনক্রিপশন কৌশলগুলিকে দ্রুত ভেদ করতে পারে, যেখানে সবচেয়ে বড় সুপার কম্পিউটার এখন অ্যাক্সেসযোগ্য হতে কয়েক বছর সময় লাগে।
কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি আজকের এনক্রিপশন স্কিমগুলির অনেকগুলি ক্র্যাক করতে সক্ষম হওয়া সত্ত্বেও, তারা হ্যাক-প্রুফ বিকল্পগুলি বিকাশ করবে বলে আশা করা হচ্ছে। কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি অপ্টিমাইজেশান সমস্যাগুলি মোকাবেলায় দুর্দান্ত।
নির্দেশিকা সমন্ধে মতামত দিন