১৯৯৮ এবং এনএমআর (NMR) ব্রেকথ্রু: যখন দুটি কিউবিট কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের সম্ভাবনা প্রমাণ করেছিল

কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের ইতিহাসের এক উজ্জ্বল অধ্যায়

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং আজ যখন গুগল বা আইবিএম-এর ল্যাবে হাজার হাজার কিউবিট নিয়ে পরীক্ষা-নিরীক্ষার পর্যায়ে পৌঁছেছে, তখন এর পেছনের দীর্ঘ সংগ্রামের কথা ভুলে যাওয়া সহজ। কিন্তু একটি সময় ছিল যখন কোয়ান্টাম কম্পিউটার ছিল কেবল রিচার্ড ফেইনম্যান বা ডেভিড ডয়েচের গাণিতিক সমীকরণের মধ্যে সীমাবদ্ধ। ১৯৯৮ সালে সেই ধারণাকে বাস্তবে রূপ দিয়ে বিজ্ঞানীদের একটি দল প্রমাণ করেন যে, কোয়ান্টাম ইনফরমেশন প্রসেসিং কেবল তাত্ত্বিক কল্পনা নয়, বরং এটি বাস্তবায়নযোগ্য।

এনএমআর (NMR) প্রযুক্তি: কোয়ান্টামের প্রথম পদচিহ্ন

১৯৯৮ সালে আইজ্যাক চুয়াং (Isaac Chuang), নিল গারশেনফেল্ড (Neil Gershenfeld) এবং মার্ক কিউবিনেক একটি যুগান্তকারী পরীক্ষা সম্পন্ন করেন। তারা 'নিউক্লিয়ার ম্যাগনেটিক রেজোন্যান্স' বা এনএমআর (NMR) প্রযুক্তি ব্যবহার করেছিলেন। এই পদ্ধতিতে ক্লোরোফর্ম অণুর মধ্যে থাকা কার্বন এবং হাইড্রোজেন পরমাণুর নিউক্লিয়াসকে কিউবিট (Qubit) হিসেবে ব্যবহার করা হয়।

সেই সময়ে এটি ছিল এক অভাবনীয় চিন্তা। তরল পদার্থের মধ্যে থাকা অণুগুলোর চৌম্বকীয় ঘূর্ণন বা 'স্পিন' ব্যবহার করে তারা প্রথম ২-কিউবিটের একটি কোয়ান্টাম সিস্টেম তৈরি করতে সক্ষম হন।

দুই কিউবিটের ম্যাজিক এবং ডয়েচ-জোসা অ্যালগরিদম

তাত্ত্বিকভাবে কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের শ্রেষ্ঠত্ব প্রমাণের জন্য 'ডয়েচ-জোসা' (Deutsch-Jozsa) অ্যালগরিদম ছিল অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ১৯৯৮ সালের এই পরীক্ষায় বিজ্ঞানীরা প্রথমবারের মতো দেখান যে, একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারের চেয়ে দ্রুত সমস্যার সমাধান করতে পারে।

• কিউবিটের সংখ্যা: ২ টি কিউবিট (কার্বন এবং হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াস)।
• অ্যালগরিদম: ডয়েচ-জোসা অ্যালগরিদম সফলভাবে চালনা করা হয়।
• ফলাফল: প্রমাণ হয় যে, কোয়ান্টাম মেকানিক্সের 'সুপারপজিশন' এবং 'এনট্যাঙ্গেলমেন্ট' ব্যবহার করে তথ্য প্রক্রিয়াকরণ সম্ভব।

কেন ১৯৯৮ সাল গুরুত্বপূর্ণ?

এই ব্রেকথ্রুটির আগে বিজ্ঞানীরা সংশয়ে ছিলেন যে, পরিবেশের গোলযোগ বা 'ডিকোহেরেন্স' (Decoherence) কাটিয়ে কিউবিটগুলোকে নিয়ন্ত্রণ করা সম্ভব হবে কি না। এনএমআর পদ্ধতিটি প্রমাণ করেছিল যে, আমরা যদি পরমাণুর সূক্ষ্ম স্তরে নিয়ন্ত্রণ প্রতিষ্ঠা করতে পারি, তবে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং কেবল সময়ের ব্যাপার মাত্র।

যদিও পরবর্তীকালে এনএমআর প্রযুক্তিকে বড় স্কেলে নিয়ে যাওয়া সম্ভব হয়নি (স্কেলেবিলিটি সমস্যার কারণে), তবুও এটি ছিল কোয়ান্টাম কম্পিউটিং জগতের 'রাইট ব্রাদার্স মোমেন্ট'। এটি আমাদের শিখিয়েছিল যে আমরা কোয়ান্টাম জগতের অদ্ভূত সব নিয়মগুলোকে ব্যবহার করে গণনা করতে পারি।

উপসংহার

১৯৯৮ সালের সেই ২-কিউবিট পরীক্ষাটি ছিল আজকের সুপারকন্ডাক্টিং কিউবিট বা আয়ন ট্র্যাপ প্রযুক্তির আদি পিতা। প্রযুক্তিগত সীমাবদ্ধতা সত্ত্বেও, এই ব্রেকথ্রুটি গবেষকদের আত্মবিশ্বাস জুগিয়েছিল যে, একদিন আমরা এমন কম্পিউটার তৈরি করব যা মহাবিশ্বের সবচেয়ে জটিল রহস্যগুলো উন্মোচন করতে পারবে। টেক এক্সপার্ট হিসেবে আমি মনে করি, ১৯৯৮ সালের সেই অধ্যায়টি ছাড়া আজকের কোয়ান্টাম বিপ্লব অসম্ভব ছিল।