✉ নিউজলেটার
🌐 বাংলা
গবেষণা৩ মিনিট পড়া

IBM চারটি সুপারকন্ডাক্টিং কোয়ান্টাম কেব্‌ল দিয়ে দুটি 120-কিউবিট চিপ যুক্ত করেছে

IBM-এর গবেষকেরা arXiv-এ প্রকাশিত একটি প্রিপ্রিন্টে দুটি 120-কিউবিট প্রসেসরের মধ্যে চার-চ্যানেলের একটি সংযোগের কথা জানিয়েছেন, যেখানে স্টেট-ট্রান্সফারের গড় বিশ্বস্ততা 99%।

এই পৃষ্ঠাটি ইংরেজি থেকে অনূদিত। কোম্পানি ও পণ্যের নাম এবং সূত্রের লিংক অপরিবর্তিত রয়েছে। ইংরেজিতে মূলটি পড়ুন

IBM-এর গবেষকেরা জানিয়েছেন, তারা দুটি 120-কিউবিটের সুপারকন্ডাক্টিং প্রসেসরের মধ্যে একটি চার-চ্যানেলের কোয়ান্টাম ইন্টারকানেক্ট প্রদর্শন করেছেন। এটি এমন মডিউলার সিস্টেমের দিকে একটি পদক্ষেপ, যা একটি বড় একক ডাই-এর বদলে একাধিক চিপ দিয়ে তৈরি হবে। 27 অক্টোবর arXiv-এ প্রকাশিত এক গবেষণায় দলটি জানায়, মিটার-স্কেলের সুপারকন্ডাক্টিং লিঙ্ক জুড়ে কোয়ান্টাম স্টেট-ট্রান্সফারের গড় বিশ্বস্ততা 99%, এবং চিপ-টু-চিপ গেটের গড় বিশ্বস্ততা 94.75%। কাজটি একটি প্রিপ্রিন্ট।

কী ঘোষণা করা হয়েছে

প্রিপ্রিন্টে IBM একটি ক্রায়োজেনিক সিস্টেমের ভেতরে প্রায় 80 সেন্টিমিটার লম্বা চারটি অ্যালুমিনিয়াম কোঅক্সিয়াল কেব্‌ল ব্যবহার করে দুটি Nighthawk R1 প্রসেসরকে যুক্ত করেছে, যার প্রতিটিতে 120টি কিউবিট রয়েছে। গবেষকেরা এই লিঙ্কগুলো ব্যবহার করে কোয়ান্টাম স্টেট স্থানান্তর করেছেন, আলাদা চিপে থাকা কিউবিটগুলোর মধ্যে অপারেশন চালিয়েছেন, এবং দুই প্রসেসরজুড়ে বিস্তৃত এন্ট্যাঙ্গলমেন্ট তৈরি করেছেন।

কোম্পানির ভাষ্য অনুযায়ী, বড় সুপারকন্ডাক্টিং কোয়ান্টাম প্রসেসরগুলোর মধ্যে মাল্টিচ্যানেল কোয়ান্টাম ইন্টারকানেক্টের এটি তাদের জানা অনুযায়ী প্রথম প্রদর্শন। এই সেটআপে সব 240টি কিউবিট ব্যবহার করা হয়নি। বরং উন্নয়নের গতি বাড়াতে দলটি ইন্টারকানেক্টের কাছাকাছি থাকা নির্বাচিত কিউবিটগুলোকে সংযুক্ত ও পরিমাপ করেছে।

প্রযুক্তিগত বিবরণ

প্রতিটি লিঙ্কে কেব্‌লের দুই প্রান্তে নিবেদিত কিউবিট ব্যবহার করা হয়েছে, যেখানে টিউনযোগ্য কাপলিং উপাদান ওই কিউবিট ও মাইক্রোওয়েভ লিঙ্কের মধ্যকার পারস্পরিক ক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করেছে। নেটওয়ার্ক বেঞ্চমার্কিং ব্যবহার করে গবেষকেরা দুই দিকেই স্টেট-ট্রান্সফারের বিশ্বস্ততা মেপেছেন এবং জানিয়েছেন, চারটি লিঙ্কের প্রতিটিই 98.86%-এর বেশি ছিল। সেরা লিঙ্কটি 99.29% পর্যন্ত পৌঁছায়, যেখানে অনিশ্চয়তা ছিল 0.07 শতাংশ পয়েন্ট।

এরপর দলটি এই সংযোগগুলো ব্যবহার করে ভিন্ন প্রসেসরে থাকা কম্পিউটেশনাল কিউবিটগুলোর মধ্যে controlled-Z গেট বাস্তবায়ন করে। এই দূরবর্তী গেটগুলোর জন্য দুটি স্টেট-ট্রান্সফার, তিনটি স্থানীয় দুই-কিউবিট গেট এবং অতিরিক্ত একক-কিউবিট নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন হয়। এসব দূরবর্তী গেটের গড় বিশ্বস্ততা ছিল 94.75%, আর সেরা ফল ছিল 96.42%, যেখানে অনিশ্চয়তা 0.28 শতাংশ পয়েন্ট।

IBM আরও জানিয়েছে, দুই চিপজুড়ে বিতরণ করা এন্ট্যাঙ্গলড স্টেটও তৈরি করা হয়েছে। গবেষকেরা পাশাপাশি থাকা লিঙ্কগুলোর মাধ্যমে একসঙ্গে দুটি এন্ট্যাঙ্গলড জোড়া তৈরি করেন, যদিও একযোগে অপারেশনের সময় একটি জোড়ায় কম বিশ্বস্ততা দেখা যায়। তারা আরও চার-কিউবিট ও ছয়-কিউবিটের এন্ট্যাঙ্গলড স্টেট তৈরি করেন, যা দুই প্রসেসরজুড়ে বিস্তৃত ছিল। পরিমাপ করা বিশ্বস্ততা ছিল চার-কিউবিট স্টেটের জন্য 77.23% এবং ছয়-কিউবিট স্টেটের জন্য 67.67%; পরিমাপজনিত ত্রুটির জন্য পরিসংখ্যানগত সংশোধন করার পর এই মান বেড়ে যথাক্রমে 91.70% এবং 90.87% হয়।

প্যাকেজিং এবং নির্ভরযোগ্যতা

এই কাজের একটি উল্লেখযোগ্য অংশ ছিল যান্ত্রিক ও ক্রায়োজেনিক একীভবন। কেব্‌লগুলো চিপের পৃষ্ঠের সঙ্গে লম্বভাবে যুক্ত ছিল; গবেষকদের মতে, আগের সমান্তরাল বিন্যাসের তুলনায় এই জ্যামিতি অধিক ঘন ইন্টারকানেক্ট বিন্যাসের জন্য বেশি উপযোগী। সংযুক্তির জন্য indium-to-indium pressure bond ব্যবহার করা হয়, যা প্রসেসর মডিউলগুলো cryostat-এ স্থাপনের পর কক্ষতাপমাত্রায় গঠিত হয়।

গবেষণাপত্র অনুযায়ী, সংযোগে কোনো সমন্বয় ছাড়াই তিন দফা warm-up ও cool-down চক্র জুড়েই চারটি লিঙ্ক সচল ছিল।

পত্রটি আরও চিহ্নিত করেছে যে cooldown-এর সময় চৌম্বক ক্ষেত্র কেব্‌ল ক্ষতির একটি উৎস। IBM কেব্‌লের চারপাশে চৌম্বকীয় শিল্ডিংয়ের দুটি স্তর যোগ করেছে, যদিও গবেষকেরা শিল্ডিং braid-কে একটি অস্থায়ী ব্যবস্থা হিসেবে বর্ণনা করেছেন।

কেন এটি গুরুত্বপূর্ণ

এই ফল সুপারকন্ডাক্টিং কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের একটি কেন্দ্রীয় স্কেলিং প্রশ্নকে সামনে আনে: একাধিক প্রসেসরকে কি এমনভাবে যুক্ত করা সম্ভব, যাতে কার্যকর গণনার জন্য প্রয়োজনীয় কোয়ান্টাম তথ্যের খুব বেশি ক্ষতি না হয়। মডিউল থেকে বড় সিস্টেম তৈরি করলে চিপের আকার, ওয়্যারিং ও প্যাকেজিং-সংক্রান্ত ভৌত সীমাবদ্ধতা কিছুটা শিথিল হতে পারে।

একই সঙ্গে, এই তথ্যগুলো মৌলিক স্টেট-ট্রান্সফার ও পূর্ণাঙ্গ বিতরণকৃত অপারেশনের মধ্যে এখনো যে ব্যবধান রয়েছে, তা-ও দেখায়। IBM-এর ত্রুটি মডেল অনুযায়ী, স্টেট-ট্রান্সফারের ত্রুটির প্রায় 77% এসেছে কেব্‌ল ও নিবেদিত কিউবিটগুলোর সীমিত কোহেরেন্স থেকে, বিশেষ করে dephasing-এর কারণে। গবেষকেরা বলছেন, পরীক্ষাটি দ্রুত এগিয়ে নিতে তারা ইচ্ছাকৃতভাবে এমন কিছু fabrication ও processing ধাপ এড়িয়ে গিয়েছিলেন, যেগুলো কিউবিটের কর্মক্ষমতা উন্নত করে বলে জানা আছে।

এখন কী দেখার

পরবর্তী পরীক্ষা হবে IBM এই চারটি কার্যকর লিঙ্ককে আরও বেশি সংখ্যক পুনরুৎপাদনযোগ্য ও উৎপাদনযোগ্য সংযোগে রূপ দিতে পারে কি না, এবং একই সঙ্গে বিশ্বস্ততা বাড়াতে পারে কি না। গবেষণাপত্রটি একটি সম্ভাব্য স্থাপত্যগত পরিবর্তনের দিকেও ইঙ্গিত করে: দূরবর্তী গেটের জন্য প্রয়োজনীয় ধাপের সংখ্যা কমাতে ইন্টারকানেক্ট উপাদানগুলোকে সরাসরি প্রসেসর ল্যাটিসে একীভূত করা।

এ মুহূর্তে, এই কাজটি একটি পূর্ণাঙ্গ মডিউলার কোয়ান্টাম কম্পিউটারের বদলে একটি আশাব্যঞ্জক সাবসিস্টেম প্রদর্শন করছে। লেখকদের ভাষায়, পরবর্তী চ্যালেঞ্জ হলো ত্রুটি-সংশোধিত গণনায় এমন লিঙ্কের নির্ভরযোগ্য, পুনরাবৃত্ত ব্যবহারের ব্যবস্থা করা।

সূত্র

এই পাতার তথ্য নিচের সূত্রগুলো থেকে নেওয়া হয়েছে, যা DesignQuantum সংগ্রহ করেছে।

  1. Meter-scale quantum interconnects between large quantum processors arxiv.org
  2. IBM Connects Two 120-Qubit Processors With 99% State-Transfer Fidelity thequantuminsider.com