লস আলামোস ও QC Ware IBM হার্ডওয়্যারে নমুনা-ভিত্তিক ডায়াগোনালাইজেশনে আয়রন অক্সাইডের মডেল তৈরি করেছে
LANL ও QC Ware-এর প্রিপ্রিন্ট ibm_miami-তে নমুনা-ভিত্তিক কোয়ান্টাম ডায়াগোনালাইজেশনে FeO ও Fe2O2 মডেলের গ্রাউন্ড স্টেট বের করেছে, যেখানে কেবল VQE যথেষ্ট ছিল না।
এই পৃষ্ঠাটি ইংরেজি থেকে অনূদিত। কোম্পানি ও পণ্যের নাম এবং সূত্রের লিংক অপরিবর্তিত রয়েছে। ইংরেজিতে মূলটি পড়ুন
Los Alamos National Laboratory এবং কোয়ান্টাম সফটওয়্যার কোম্পানি QC Ware-এর গবেষকেরা দেখিয়েছেন, একটি হাইব্রিড কোয়ান্টাম-ক্লাসিক্যাল পদ্ধতি আয়রন অক্সাইডের ছোট মডেলগুলো কীভাবে সামলায়—এটি এমন এক শ্রেণির পদার্থ যার প্রচলিত সিমুলেশনে মডেল তৈরি কঠিন। ২৬ অক্টোবর প্রকাশিত প্রিপ্রিন্ট Towards Quantum Computation of Bulk FeO-এ ছয়জন লেখক FeO অণু এবং রম্বস আকৃতির Fe₂O₂ ডাইমারকে ক্লাসিক্যাল এক্স্যাক্ট ডায়াগোনালাইজেশন, Variational Quantum Eigensolver (VQE) এবং নমুনা-ভিত্তিক কোয়ান্টাম ডায়াগোনালাইজেশন (Sample-based Quantum Diagonalization, SQD) দিয়ে বিশ্লেষণ করেছেন।
কী ঘোষণা করা হয়েছে
গবেষণাপত্রের লেখকদের মধ্যে লস আলামোসের পাঁচজন এবং QC Ware-এর একজন গবেষক রয়েছেন। সারসংক্ষেপ অনুযায়ী, কেবল VQE দুটি অণুর কোনোটিরই গ্রাউন্ড স্টেটে রাসায়নিক নির্ভুলতায় পৌঁছায়নি। বিপরীতে, দুটি "সংযোগ খোলস" সহ SQD উভয়ের সঠিক গ্রাউন্ড-স্টেট শক্তি বের করেছে, এবং লেখকদের মতে এতে আশ্চর্যজনকভাবে কম কোয়ান্টাম কম্পিউটিং সম্পদ লেগেছে। পদ্ধতিটি পরীক্ষায় জানা FeO-এর কুইন্টেট গ্রাউন্ড স্টেট পুনরুৎপাদন করেছে এবং Fe₂O₂-এর জন্য নোনেট গ্রাউন্ড স্টেট খুঁজে পেয়েছে।
প্রযুক্তিগত বিবরণ
Quantum Computing Report কাজের ধারা বর্ণনা করেছে। দলটি ঘনত্ব ফাংশনাল তত্ত্বের (DFT) গণনা থেকে পাওয়া স্থানীয়কৃত Wannier ফাংশন দিয়ে বহু-অরবিটাল d–p টাইট-বাইন্ডিং হ্যামিলটোনিয়ান তৈরি করেছে। সার্কিটে কেবল নিকটতম প্রতিবেশী সংযোগ-সহ এক-স্তরের Local Unitary Cluster Jastrow (LUCJ) অ্যানসাৎস ব্যবহার করা হয়েছে, ফলে অ-স্থানীয় SWAP গেটের বাড়তি বোঝা এড়ানো গেছে। "অনুর্বর মালভূমি" (barren plateaus) এড়াতে সার্কিটের প্যারামিটার ক্লাসিক্যাল সিমুলেশনে অপ্টিমাইজ করা হয়েছে, এবং তারপর কোয়ান্টাম প্রসেসর কেবল ইলেকট্রনীয় বিন্যাসের নমুনা নিতে ব্যবহৃত হয়েছে।
পরীক্ষাগুলো IBM Quantum-এর ibm_miami সিস্টেমে চালানো হয়েছে। QCR অনুযায়ী, FeO-কে ১৬টি স্পিন-অরবিটালে ১২টি ইলেকট্রন (১৬ কিউবিট) দিয়ে মডেল করা হয়েছে, যার ছয়টি সমান্তরাল ইনস্ট্যান্স ৯৬ কিউবিটে চলেছে, আর Fe₂O₂-কে ৩২টি স্পিন-অরবিটালে ২৪টি ইলেকট্রন (৩২ কিউবিট) দিয়ে, তিনটি সমান্তরাল ইনস্ট্যান্সে। প্রাপ্ত বিটস্ট্রিংগুলো সঠিক কণা-সংখ্যা অনুযায়ী ছাঁকা হয়েছে, হ্যামিলটোনিয়ানের অশূন্য উপাদানের মাধ্যমে সম্প্রসারিত করা হয়েছে, এবং ফলস্বরূপ ছোট সমস্যাটি ক্লাসিক্যালভাবে ডায়াগোনালাইজ করা হয়েছে।
QCR অনুযায়ী, কাঁচা VQE FeO-এর ক্ষেত্রে প্রায় ১৭৩ meV-এর স্থায়ী ত্রুটি রেখেছে, যা ৪৩ meV রাসায়নিক নির্ভুলতার সীমার ওপরে। দুটি সংযোগ খোলস সহ SQD ১৮৪টি ডিটারমিন্যান্টের একটি সংকুচিত উপস্থানে FeO-এর পরীক্ষায় দেখা কুইন্টেট অবস্থা বের করেছে এবং প্রায় ২১৬৭ cm⁻¹ উত্তেজনা শক্তি দিয়েছে।
কেন এটি গুরুত্বপূর্ণ
বাল্ক FeO দৃঢ়ভাবে সম্পর্কিত পদার্থের পাঠ্যবইয়ের উদাহরণ: QCR উল্লেখ করেছে, প্রচলিত ঘনত্ব ফাংশনাল তত্ত্ব ভুলভাবে একে ধাতু বলে পূর্বাভাস দেয়, অথচ এটি আসলে অন্তরক। সারসংক্ষেপে জোর দেওয়া হয়েছে যে লোহা-ভিত্তিক পদার্থ ভূতত্ত্ব ও জ্যোতিঃপদার্থবিজ্ঞানে গুরুত্বপূর্ণ এবং ক্লাসিক্যাল গণনায় কঠিন হিসেবে পরিচিত। কাজটি একটি বৃহত্তর প্রবণতার সঙ্গেও মেলে: আজকের শব্দযুক্ত প্রসেসরকে পুরো গণনা না দিয়ে মূলত ক্লাসিক্যাল পাইপলাইনের ভেতরে নমুনা-উৎপাদক হিসেবে ব্যবহার করা।
যেদিকে নজর রাখতে হবে
কাজটি একটি প্রিপ্রিন্ট এবং পিয়ার রিভিউ হয়নি। অধ্যয়ন করা অণুগুলো আসল লক্ষ্যের ছোট প্রতিনিধি মাত্র। QCR অনুযায়ী লেখকেরা স্ফটিকের ভরবেগ-স্থানের বিন্দুগুলোতে SQD গণনা ভাগ করে পর্যায়বৃত্ত বাল্ক FeO-তে পৌঁছানোর একটি পথ তুলে ধরেছেন; পদ্ধতিটি কঠিন পদার্থে সম্প্রসারণযোগ্য কি না, সেটিই হবে আসল পরীক্ষা।
সূত্র
এই পাতার তথ্য নিচের সূত্রগুলো থেকে নেওয়া হয়েছে, যা DesignQuantum সংগ্রহ করেছে।