Quantum Computers: The Next Frontier in Computing

 

අපි හැමෝම දන්න Digital computers වලින් පස්සේ generation එක විදියට එන Quantum computers කියන්නේ වෙනස්ම අලුත්ම technology එකක්. ඒත් ඒක Digital computers වල next generation එක කියලම කියන්නත් බැහැ. Quantum computers කියන්නේ මොකක්ද කියන එකට ලස්සන Analogy එකක් දෙනවා Cleo Abraham කියන Youtuber.  

“අපි දන්න හැමෝම පාවිච්චි කරන කාර් එක එක විදියට වැඩ දාල functions, speed ඔක්කොම වැඩි කරලා super cars ( super computers ) වෙනකන් දියුණු වෙලා තියෙනවා, ඉදිරියටත් දියුණු වෙනවා. ඉතින් Digital computers කියන්නේ කාර් එකක් නම්, Quantum computers කියන්නේ බෝට්ටුවක්. ඔව්, කාර් එකකින් කරන වැඩේ බෝට්ටුවෙන් බලාපොරොත්තු වෙන්න බෑ. ඒත් අපි අහන්න ඕනේ ප්‍රශ්නේ ඒක මොන වගේ බෝට්ටුවක්ද කියන එක නෙමේ, ඒ බෝට්ටුවෙන් අපි එක්ස්ප්ලෝර් කරන්න යන වතුරේ මොනවද තියෙන්නේ කියන එකයි ( What is in the water ? ), මොකද ඒක ටාගට් කරන්නේ වෙනම Terrain එකක්”

කාට හරි අහන්න පුලුවන් අපිට කවදහරි ගෙදර පාවිච්චියට ගන්න පුලුවන් විදියට මේකක් හැදෙයිද කියල, එතකොට හිතන්න තියෙන්නේ පියාඹන කාර් බෝට්ටුවක් ඉක්මණට දකින්න පුලුවන් වෙයිද කියන එක. අපිට ගෙදර පාවිච්චියට, ඔෆිස් එකට ගන්න පුලුවන් විදියට මේවා තාම හදලා නැහැ, ඒකට එක හේතුවක් මේකෙ ( Processor and quantum parts ) store කරල තියෙන්නේ, අභ්‍යවකාශයේ තියෙන සීතලටත් වඩා සීත ෆ්‍රිජ් එකක් වගේ එකක. ඒ වගේම පර්සනල් use එකට වඩා මේවලින් දැනට බලාපොරොත්තු වෙන දේවල් ගොඩක් ඉහල මට්ටමක තියෙන්නේත්.  

How Quantum Computers Work

අපි දන්න Computers සහ Quantum Computers දෙකේම සර්කිට්ස්, කම්පියුටර් චිප්ස් තියෙනව වගේම, දෙකෙන්ම ලොජික් ගේට්ස් පාවිච්චි කරනවා තොරතුරු විශ්ලේෂණය කරන්න, ඒ වගේම විවිධ Algorithms පාවිච්චි කරනවා.

ඒත් Quantum computers වල හාට් එක ගත්තොත් තියෙන්නේ, classical bits (1 & 0) වලට සමාන ක්වොන්ටම් බිට් හෙවත් කියුබිට්ස් (qubits). classical bits වල 0 හරි 1 දෙකෙන් එකක් නිරූපණය වෙන්නේ, ඒත් කියුබිට් වලදි 0 සහ 1 යන දෙකම එකවරම (simultaneously) නියෝජනය කරමින් superposition කියන තත්වයකින් පවතින්නත් පුලුවන්. මේනිසාම Quantum computers වලට තොරතුරු විශාල ප්‍රමාණයක් එකවරම ප්‍රොසෙස් කිරීමට හැකියාවක් තියෙනවා.

උදාහරණයක් ගත්තොත්, අපි කාත් එක්ක හරි චෙස් ක්‍රීඩා කරනවානම්, අපේ opponent ගේ ඊළග මූව් එක මොකක්ද කියල, වෙන්න පුලුවන් සියලුම පොසිබිලිටීස් එකින් එක බලලා තීරණයක් ගැනීමේ හැකියාව දැන් තියෙන පරිගණක වලට තියෙනවා. ඒ හැම මූව් එකක්ම එකින් එකට බලලා. ඒකට සාමාන්‍ය කාලයක් ගතවෙනවා. ඒත් ක්වොන්ටම් එකකදී කරන්නෙ එයා simulate කරනවා වෙන්න පුලුවන් හැම මූව් එකක්ම එක පාර බොහොම සුලු වෙලාවකදි. ඉතින් ගොඩක් complex scientific calculations වලට මේක යොදාගන්න එක සුපර් කම්පුටර්ස් වලට වඩා සෑහෙන්න efficient.

මේවා ක්‍රියාත්මක වන්නේ quantum mechanics වල ප්‍රධාන මූලධර්ම තුන මත පදනම්ව: (ඒවා වෙනම දැනගන්න ඕන කරුණු කාරණා)

1. Superposition: Allows qubits to exist in multiple states simultaneously.
2. Entanglement: Links qubits so that the state of one directly affects the state of another, enabling efficient communication and calculations.
3. Quantum Interference: Enhances correct outcomes while canceling out errors through the manipulation of quantum states.

 

Applications of Quantum Computers

මේවා වැඩි වශයෙන් පාවිච්චි කරන අවස්තා කීපයක්.

1. Cryptography: Quantum computers වලට පුලුවන් සාමාන්‍ය calculations වලින් බිදින්න අවුරුදු සියගාණක් යන encryption algorithms බොහොම සුලු වෙලාවකදි බිදින්න.
2. Drug Discovery: ක්වොන්ටම් ලෙවල් එකටම ගිහින්, අණුක අන්තර්ක්‍රියා simulate කරලම බලලා, නව ඖෂධ හොයාගන්නත් මේකෙන් පුලුවන්. (ඒකයි මුලින්ම කිව්වේ, මොන වගේ බෝට්ටුවක්ද කියන එක නෙමේ අපේ ප්‍රශ්නේ වෙන්න ඕනේ, ඒකෙන් හොයාගෙන යන්න පුලුවන් වතුරේ තියෙන්නේ මොනාද කියන එකයි)
3. Optimization Problems: Logistics, මුදල් හා energy වගේ කර්මාන්ත රදාපවතින්නේ optimization ඇල්ගොරිතම් මත. මෙම සංකීර්ණ ගැටළු වලට වඩාත් කාර්යක්ෂම විසඳුම් ලබා දෙන්නත් මේකට පුලුවන්.   
4. Artificial Intelligence: ඒවගේම large datasets analyze කරලා patterns ඉක්මණට අදුරගන්න පුලුවන් classical methods වලට වඩා.
5. Weather Forecasting and Climate Modeling.

 

තාම මේ පරිගණක තියෙන්නේ නිශ්පාදනයේ මූලික අවදියේ, මේ වෙද්දි ප්‍රධාන වශයෙන් IBM, Google, D-Wave වගේ කම්පැනි මෙය නිශ්පාදනයේ ඉදිරියෙන්ම ඉන්නවා, Pioneers ලා කිව්වට වැරදි නැහැ. ඉතින් සරලවම ගත්තම, සාමාන්‍ය පරිගණකයක සහ Quantum පරිගණකයක වෙනස තමා ඕක. ඒත් තාම මේවා හදන කට්ටියවත් මේකෙ ලිමිට් එක මෙච්චරයි කියන්න දන්නේ නැහැ. ඒ වගේම මෙහෙම ලේසියෙන් ඒ ගැන හැමදේම explain කරන්නත් බැහැ ස්කෝප් එක හරියටම මේකයි කියන්න තාම අපිට බැරි නිසා.

"If physics says it is allowed, the engineers will find a way."