প্রযুক্তির দ্রুত পরিবর্তনের সঙ্গে কম্পিউটিং জগতেও আসছে বড় ধরনের রূপান্তর। প্রচলিত কম্পিউটার যখন তথ্যপ্রযুক্তি, কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ও বৈজ্ঞানিক গবেষণার ভিত্তি হিসেবে কাজ করছে, তখনই নতুন সম্ভাবনার দ্বার খুলছে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং। কোয়ান্টাম মেকানিকসের বিশেষ বৈশিষ্ট্য কাজে লাগিয়ে তৈরি এই প্রযুক্তি নির্দিষ্ট কিছু জটিল সমস্যা সমাধানে প্রচলিত কম্পিউটারের তুলনায় নতুন ধরনের সক্ষমতা তৈরি করতে পারে।
কোয়ান্টাম কম্পিউটার এখনো পুরোপুরি পরিণত প্রযুক্তিতে পরিণত হয়নি। গবেষণা, পরীক্ষামূলক ব্যবহার ও হার্ডওয়্যার উন্নয়নের পর্যায়ে রয়েছে এটি। তবে বিজ্ঞানী ও প্রযুক্তিবিদদের কাছে এর সম্ভাবনা এতটাই গুরুত্বপূর্ণ যে বিশ্বের বিভিন্ন প্রযুক্তি প্রতিষ্ঠান, বিশ্ববিদ্যালয় ও গবেষণা সংস্থা কোয়ান্টাম কম্পিউটিং নিয়ে ব্যাপক গবেষণা চালিয়ে যাচ্ছে।
প্রচলিত কম্পিউটারের সঙ্গে পার্থক্য
বর্তমানের প্রায় সব কম্পিউটারই ক্লাসিক্যাল বা প্রচলিত কম্পিউটিংয়ের নীতিতে কাজ করে। এসব কম্পিউটারের তথ্যের মৌলিক একক হলো বিট। একটি বিটের মান হয় ০, নয়তো ১। অসংখ্য বিটকে ব্যবহার করে কম্পিউটার তথ্য সংরক্ষণ, বিশ্লেষণ ও বিভিন্ন ধরনের গণনা সম্পন্ন করে।
অন্যদিকে কোয়ান্টাম কম্পিউটারের মৌলিক একক হলো কিউবিট বা কোয়ান্টাম বিট। কোয়ান্টাম মেকানিকসের নিয়ম অনুযায়ী কিউবিটকে এমন একটি অবস্থায় রাখা সম্ভব, যেখানে ০ ও ১ উভয় অবস্থার কোয়ান্টাম সমন্বয় থাকে। এই বৈশিষ্ট্যকে বলা হয় সুপারপজিশন।
এর পাশাপাশি কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্ট এবং কোয়ান্টাম ইন্টারফেরেন্সের মতো বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে নির্দিষ্ট অ্যালগরিদম তৈরি করা যায়। এসব অ্যালগরিদমের মাধ্যমে কিছু বিশেষ ধরনের সমস্যা প্রচলিত পদ্ধতির তুলনায় অধিক কার্যকরভাবে সমাধানের সম্ভাবনা তৈরি হয়।
তবে কোয়ান্টাম কম্পিউটার মানেই সব ধরনের কাজ দ্রুত করার যন্ত্র নয়। সাধারণ কম্পিউটারের কাজগুলোতে এটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে দ্রুততর হবে, এমন ধারণা সঠিক নয়। বরং যেসব সমস্যায় কোয়ান্টাম অ্যালগরিদমের বিশেষ সুবিধা পাওয়া সম্ভব, সেসব ক্ষেত্রেই এর গুরুত্ব বেশি।
কিউবিট কেন গুরুত্বপূর্ণ
প্রচলিত কম্পিউটারে বিট একটি নির্দিষ্ট সময়ে ০ অথবা ১ অবস্থায় থাকে। কিউবিটের ক্ষেত্রে কোয়ান্টাম সুপারপজিশনের কারণে ০ ও ১-এর সমন্বিত অবস্থা তৈরি করা যায়। একাধিক কিউবিটকে একসঙ্গে নিয়ন্ত্রণ করলে বিপুলসংখ্যক সম্ভাব্য কোয়ান্টাম অবস্থাকে গণনায় কাজে লাগানো সম্ভব হয়।
তবে বিষয়টি সাধারণ অর্থে ‘একসঙ্গে সব হিসাব করে ফেলা’ নয়। কোয়ান্টাম অ্যালগরিদম এমনভাবে তৈরি করতে হয়, যাতে প্রয়োজনীয় ফলাফল পাওয়ার সম্ভাবনা বাড়ে এবং অপ্রয়োজনীয় সম্ভাবনাগুলো কমে যায়। এই প্রক্রিয়ায় কোয়ান্টাম ইন্টারফেরেন্স গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
অর্থাৎ কিউবিটের সংখ্যা যত বাড়বে, কম্পিউটার তত দ্রুত সব ধরনের কাজ করবে, এমন সরল সমীকরণ এখানে প্রযোজ্য নয়। কিউবিটের মান, ত্রুটির হার, সংযোগ, নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা এবং ব্যবহৃত অ্যালগরিদমের দক্ষতা সবকিছুই গুরুত্বপূর্ণ।
আরো পড়ুন: বিশ্বজুড়ে বিশ্ববিদ্যালয়গুলোতে বাড়ছে বিজ্ঞান, প্রকৌশল ও প্রযুক্তিনির্ভর শিক্ষার পরিধি
ওষুধ আবিষ্কারে নতুন সম্ভাবনা
কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের সম্ভাব্য গুরুত্বপূর্ণ ক্ষেত্রগুলোর একটি হলো ওষুধ ও চিকিৎসাবিজ্ঞান। নতুন ওষুধ তৈরির সময় কোনো অণুর গঠন, শক্তি এবং বিভিন্ন রাসায়নিক মিথস্ক্রিয়া সম্পর্কে বিস্তারিত জানা প্রয়োজন হয়।
জটিল অণুর কোয়ান্টাম আচরণ প্রচলিত কম্পিউটারে সিমুলেট করা কঠিন হতে পারে। কোয়ান্টাম কম্পিউটার ভবিষ্যতে এসব অণু ও রাসায়নিক প্রক্রিয়ার সিমুলেশনে সহায়তা করতে পারে। এর ফলে নতুন ওষুধের অণু শনাক্ত করা, বিভিন্ন উপাদানের পারস্পরিক প্রতিক্রিয়া বোঝা এবং নতুন চিকিৎসা পদ্ধতির গবেষণায় সময় কমানোর সম্ভাবনা রয়েছে।
তবে বর্তমানে কোয়ান্টাম কম্পিউটার ব্যবহার করে ব্যাপকভাবে নতুন ওষুধ তৈরি হচ্ছে, এমন পর্যায়ে প্রযুক্তিটি পৌঁছায়নি। এটি এখনো গবেষণার অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ ক্ষেত্র।
কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তায় সম্ভাব্য প্রভাব
কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা বা এআইয়ের ব্যবহার বাড়ার সঙ্গে সঙ্গে বিপুল পরিমাণ তথ্য প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজনও বাড়ছে। মেশিন লার্নিংয়ের বিভিন্ন মডেল প্রশিক্ষণে বড় ধরনের গণনাশক্তি প্রয়োজন হয়।
এই জায়গায় কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ও এআইয়ের সমন্বয় নিয়ে গবেষণা চলছে। কোয়ান্টাম মেশিন লার্নিংয়ের মাধ্যমে ভবিষ্যতে নির্দিষ্ট কিছু সমস্যা সমাধানে নতুন পদ্ধতি তৈরি হতে পারে। তবে বর্তমানে এআইয়ের অধিকাংশ বাস্তব কাজ পরিচালিত হচ্ছে প্রচলিত সিপিইউ, জিপিইউ ও অন্যান্য বিশেষায়িত প্রসেসরের মাধ্যমে।
তাই কোয়ান্টাম কম্পিউটারকে এখনই এআইয়ের প্রচলিত হার্ডওয়্যারের বিকল্প হিসেবে দেখার সুযোগ নেই। বরং ভবিষ্যতে নির্দিষ্ট ধরনের গণনায় কোয়ান্টাম প্রযুক্তি সহায়ক ভূমিকা রাখতে পারে।
সাইবার নিরাপত্তায় বড় পরিবর্তনের আশঙ্কা
কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের অগ্রগতির সঙ্গে সাইবার নিরাপত্তার বিষয়টিও নতুন গুরুত্ব পেয়েছে। বর্তমানে ইন্টারনেট যোগাযোগ, ব্যাংকিং, সরকারি তথ্যব্যবস্থা ও বিভিন্ন ডিজিটাল সেবায় শক্তিশালী ক্রিপ্টোগ্রাফিক ব্যবস্থা ব্যবহার করা হয়।
ভবিষ্যতে যথেষ্ট শক্তিশালী ও ত্রুটিসহিষ্ণু কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরি হলে প্রচলিত কিছু পাবলিক-কী ক্রিপ্টোগ্রাফি পদ্ধতি ঝুঁকির মুখে পড়তে পারে। কারণ কিছু গাণিতিক সমস্যা, যেগুলোর ওপর এসব নিরাপত্তাব্যবস্থা নির্ভর করে, সেগুলোর ক্ষেত্রে কোয়ান্টাম অ্যালগরিদম উল্লেখযোগ্য সুবিধা দিতে পারে।
বিশেষ করে শোর অ্যালগরিদমের কারণে বিষয়টি নিয়ে দীর্ঘদিন ধরে গবেষণা চলছে। এ কারণে বিভিন্ন দেশ ও প্রতিষ্ঠান এখনই পোস্ট-কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফি নিয়ে কাজ করছে। লক্ষ্য হচ্ছে এমন নিরাপত্তাব্যবস্থা তৈরি করা, যা শক্তিশালী কোয়ান্টাম কম্পিউটারের বিরুদ্ধেও নিরাপদ থাকবে।
জ্বালানি ও নতুন উপাদান তৈরিতে সম্ভাবনা
বিশ্বের অন্যতম বড় প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ হলো কম খরচে পরিষ্কার জ্বালানি উৎপাদন ও সংরক্ষণ। উন্নত ব্যাটারি, সৌরকোষ, অনুঘটক এবং অন্যান্য উপাদান তৈরিতে অণু ও পরমাণুর আচরণ বোঝা গুরুত্বপূর্ণ।
কোয়ান্টাম সিমুলেশনের মাধ্যমে ভবিষ্যতে এসব উপাদানের বৈশিষ্ট্য বিশ্লেষণের নতুন সুযোগ তৈরি হতে পারে। বিশেষ করে এমন নতুন উপাদান তৈরির গবেষণায় এটি সহায়ক হতে পারে, যা বেশি শক্তি সংরক্ষণ করতে পারবে বা তুলনামূলকভাবে কম সম্পদ ব্যবহার করবে।
এ ধরনের গবেষণার ফল বাস্তব শিল্পে প্রয়োগ করতে অবশ্য আরও সময় লাগতে পারে।
আরো পড়ুন: বাংলাদেশে আইটি খাতের ভবিষ্যৎ, সম্ভাবনার সঙ্গে বাড়ছে চ্যালেঞ্জ
আর্থিক খাতেও ব্যবহার হতে পারে
ব্যাংকিং ও আর্থিক খাতে ঝুঁকি বিশ্লেষণ, বিনিয়োগ ব্যবস্থাপনা, পোর্টফোলিও অপ্টিমাইজেশন ও বিভিন্ন সম্ভাব্য পরিস্থিতির মডেল তৈরিতে জটিল গণনা প্রয়োজন হয়।
কোয়ান্টাম অ্যালগরিদমের মাধ্যমে ভবিষ্যতে নির্দিষ্ট কিছু অপ্টিমাইজেশন ও সম্ভাব্যতা-ভিত্তিক সমস্যার নতুন সমাধান পাওয়া যেতে পারে। তবে এসব ক্ষেত্রে কোয়ান্টাম সুবিধা বাস্তবে কতটা কার্যকর হবে, তা এখনো গবেষণার বিষয়।
সবচেয়ে বড় চ্যালেঞ্জ কিউবিটের স্থায়িত্ব
কোয়ান্টাম কম্পিউটারের সবচেয়ে বড় সমস্যাগুলোর একটি হলো কিউবিটের অত্যন্ত সংবেদনশীলতা। বাইরের পরিবেশের সামান্য প্রভাবেও কিউবিটের কোয়ান্টাম অবস্থা নষ্ট হয়ে যেতে পারে। এ ঘটনাকে ডিকোহেরেন্স বলা হয়।
কোয়ান্টাম কম্পিউটারের কিছু প্রযুক্তিতে অত্যন্ত নিম্ন তাপমাত্রায় হার্ডওয়্যার পরিচালনা করতে হয়। একই সঙ্গে কিউবিটকে নিয়ন্ত্রণ, পরিমাপ ও একে অপরের সঙ্গে নির্ভুলভাবে যুক্ত করাও অত্যন্ত কঠিন।
এর সঙ্গে রয়েছে ত্রুটির সমস্যা। প্রচলিত কম্পিউটারের তুলনায় কোয়ান্টাম কম্পিউটারে ত্রুটি নিয়ন্ত্রণ অনেক বেশি জটিল। তাই কার্যকর কোয়ান্টাম কম্পিউটারের জন্য ত্রুটি সংশোধন প্রযুক্তি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
কোয়ান্টাম ত্রুটি সংশোধনের লড়াই
কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের ভবিষ্যৎ অনেকাংশে নির্ভর করছে ত্রুটিসহিষ্ণু বা fault-tolerant quantum computing-এর ওপর। একটি নির্ভরযোগ্য লজিক্যাল কিউবিট তৈরির জন্য একাধিক ফিজিক্যাল কিউবিট ব্যবহার করতে হতে পারে।
অর্থাৎ শুধু হাজার বা লাখ কিউবিট তৈরি করলেই হবে না। সেগুলোকে দীর্ঘ সময় ধরে স্থিতিশীল রাখা, নির্ভুলভাবে নিয়ন্ত্রণ করা এবং ত্রুটি সংশোধন করার সক্ষমতাও প্রয়োজন।
এই কারণেই বর্তমান কোয়ান্টাম কম্পিউটিং গবেষণায় কিউবিটের সংখ্যা বাড়ানোর পাশাপাশি কিউবিটের মান ও ত্রুটির হার কমানোর ওপর বিশেষ গুরুত্ব দেওয়া হচ্ছে।
সাধারণ কম্পিউটারের বিকল্প নয়
কোয়ান্টাম কম্পিউটারকে অনেক সময় ভবিষ্যতের ‘সুপার কম্পিউটার’ হিসেবে উপস্থাপন করা হয়। কিন্তু বাস্তবতা আরও নির্দিষ্ট।
ই-মেইল লেখা, ওয়েব ব্রাউজিং, ভিডিও দেখা, অফিসের কাজ বা সাধারণ সফটওয়্যার চালানোর মতো দৈনন্দিন কাজের জন্য প্রচলিত কম্পিউটারই কার্যকর। এসব কাজের জায়গায় কোয়ান্টাম কম্পিউটার বসানোর প্রয়োজন নেই।
ভবিষ্যতের কম্পিউটিং ব্যবস্থা বরং হাইব্রিড হতে পারে। ক্লাসিক্যাল কম্পিউটার সাধারণ কাজ করবে, আর বিশেষ ধরনের জটিল গণনার জন্য কোয়ান্টাম প্রসেসর ব্যবহার করা হবে। ক্লাউড কম্পিউটিংয়ের মাধ্যমে দূরবর্তী কোয়ান্টাম কম্পিউটারের সুবিধা নেওয়ার ব্যবস্থাও আরও বিস্তৃত হতে পারে।
আরো পড়ুন: ইসলামী ক্যালিগ্রাফিতে প্রযুক্তির ছোঁয়া, ঐতিহ্য পাচ্ছে নতুন রূপ
বাংলাদেশে দক্ষতা তৈরির সুযোগ
কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের বৈশ্বিক অগ্রগতির সঙ্গে তাল মিলিয়ে বাংলাদেশেও এই বিষয়ে দক্ষতা তৈরির সুযোগ রয়েছে। দেশের বিশ্ববিদ্যালয়গুলোতে পদার্থবিজ্ঞান, গণিত, কম্পিউটার বিজ্ঞান, ইলেকট্রিক্যাল ও ইলেকট্রনিক ইঞ্জিনিয়ারিং এবং সংশ্লিষ্ট বিষয়ে কোয়ান্টাম তথ্যবিজ্ঞান ও কোয়ান্টাম প্রোগ্রামিংয়ের ওপর গবেষণার সুযোগ বাড়ানো যেতে পারে।
বিশেষ করে কোয়ান্টাম অ্যালগরিদম, কোয়ান্টাম সফটওয়্যার, ক্রিপ্টোগ্রাফি ও পোস্ট-কোয়ান্টাম নিরাপত্তায় দক্ষ জনবল তৈরি করা বাংলাদেশের জন্য গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে।
কারণ কোয়ান্টাম হার্ডওয়্যার তৈরি অত্যন্ত ব্যয়বহুল ও প্রযুক্তিনির্ভর হলেও ক্লাউডভিত্তিক কোয়ান্টাম প্ল্যাটফর্ম ব্যবহার করে সফটওয়্যার ও অ্যালগরিদম নিয়ে গবেষণা করা তুলনামূলকভাবে সহজ। ফলে তরুণ গবেষক ও শিক্ষার্থীদের জন্য এ খাতে কাজের সুযোগ তৈরি হতে পারে।
সামনে কী?
কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এখনো বিকাশের পর্যায়ে। এ প্রযুক্তি কখন বড় পরিসরে বাণিজ্যিকভাবে প্রচলিত হবে, তা নিশ্চিতভাবে বলা কঠিন। হার্ডওয়্যারের স্থায়িত্ব, কিউবিটের মান, ত্রুটি সংশোধন, অ্যালগরিদম এবং বাস্তব প্রয়োগের মতো বিভিন্ন বিষয় এর ভবিষ্যৎ নির্ধারণ করবে।
তবে একটি বিষয় স্পষ্ট, কম্পিউটিংয়ের ভবিষ্যৎ নিয়ে গবেষণায় কোয়ান্টাম প্রযুক্তি গুরুত্বপূর্ণ স্থান করে নিয়েছে। প্রচলিত কম্পিউটিং যেখানে বিটের মাধ্যমে তথ্য প্রক্রিয়াকরণের দীর্ঘ ইতিহাস তৈরি করেছে, সেখানে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং নতুন ধরনের গণনার সম্ভাবনা সামনে আনছে।
প্রযুক্তির এই নতুন অধ্যায় সফলভাবে বিকশিত হলে ওষুধ আবিষ্কার, নতুন উপাদান তৈরি, সাইবার নিরাপত্তা, জ্বালানি গবেষণা, আর্থিক বিশ্লেষণসহ বিভিন্ন ক্ষেত্রে পরিবর্তনের সুযোগ তৈরি হতে পারে। তবে সেই পরিবর্তন হবে প্রচলিত কম্পিউটারকে পুরোপুরি সরিয়ে নয়, বরং প্রয়োজন অনুযায়ী ক্লাসিক্যাল ও কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের সমন্বয়ের মাধ্যমে।
ফলে কোয়ান্টাম কম্পিউটিংকে শুধু দ্রুতগতির নতুন কম্পিউটার হিসেবে দেখার চেয়ে কম্পিউটিংয়ের ক্ষমতার নতুন একটি দিগন্ত হিসেবে দেখা বেশি যুক্তিযুক্ত। গবেষণাগার থেকে বাস্তব জীবনে এর কার্যকর প্রয়োগ যত বাড়বে, ততই স্পষ্ট হবে প্রযুক্তির এই নতুন যুগের প্রকৃত প্রভাব।
