गुगलको विलो क्वान्टम अल्गोरिदम: अहिलेको सुपरकम्प्युटरभन्दा १३ हजार गुणा छिटो गतिमा समस्या समाधान गर्न सक्ने

काठमाडौं ।

गुगलका वैज्ञानिकहरूले यस्तो नयाँ एल्गोरिदम विकास गरेका छन्, जसले विश्वकै सबैभन्दा शक्तिशाली सुपरकम्प्युटरभन्दा १३ हजार गुणा छिटो गतिमा समस्या समाधान गर्न सक्छ। उनीहरूका अनुसार, यस विकासले औषधि खोज, पदार्थ विज्ञान र अन्य वैज्ञानिक क्षेत्रहरूमा क्वान्टम कम्प्युटर प्रयोगको दिशामा महत्वपूर्ण कदम अघि बढाएको छ।

“क्वान्टम इकोज (क्वान्टम इकोज गुगलका वैज्ञानिकहरूले यस्तो नयाँ एल्गोरिदम विकास गरेका छन्, जसले विश्वकै सबैभन्दा शक्तिशाली सुपरकम्प्युटरभन्दा १३ हजार गुणा छिटो गतिमा समस्या समाधान गर्न सक्छ। उनीहरूका अनुसार, यस विकासले औषधि खोज, पदार्थ विज्ञान र अन्य वैज्ञानिक क्षेत्रहरूमा क्वान्टम कम्प्युटर प्रयोगको दिशामा महत्वपूर्ण कदम अघि बढाएको छ।

“क्वान्टम इकोज” नाम दिइएको यो एल्गोरिदमले क्वान्टम प्रविधिमा नयाँ माइलस्टोन स्थापित गरेको गुगलका अनुसन्धानकर्ताहरूले बताएका छन्। यो पहिलोपटक यस्तो एल्गोरिदम हो, जसको परिणाम अर्को क्वान्टम कम्प्युटरमा दोहोर्याएर स्वतन्त्र रूपमा प्रमाणित गर्न सकिन्छ।

यो एल्गोरिदमको परीक्षण गुगलको विलो क्वान्टम प्रोसेसिङ युनिट (क्यूपीयू) मा गरिएको थियो, जसको विस्तृत विवरण नेचर पत्रिकामा अक्टोबर २२ मा प्रकाशित अध्ययनमा दिइएको छ।

गुगल क्वान्टम एआईका अनुसन्धान वैज्ञानिक सिआओ मीले भने, “क्वान्टम एल्गोरिदमले कम्प्युटरलाई समस्या सबैभन्दा प्रभावकारी तरिकाले कसरी समाधान गर्ने भनेर सिकाउँछ — ठीक त्यस्तै जसरी परम्परागत कम्प्युटरमा सफ्टवेयर विकासले गर्छ।” उनका अनुसार, “भविष्यमा कुनै पनि जटिल समस्या समाधान गर्न सफ्टवेयर र हार्डवेयर दुवै एकसाथ काम गर्नुपर्छ।”

पहिलो अध्ययनले क्वान्टम इकोज एल्गोरिदमको “क्वान्टम एड्भान्टेज” प्रमाणित गरेपछि, दोस्रो अध्ययनमा यसको व्यावहारिक प्रयोग देखाइएको थियो। त्यस अध्ययनमा वैज्ञानिकहरूले क्वान्टम सर्किट प्रयोग गरी अणुहरूको व्यवहार न्यूक्लियर म्याग्नेटिक रेजोनान्स (एनएमआर) प्रयोगशालामा हुने प्रक्रियासँग मिल्दोजुल्दो बनाएका थिए।

यस क्रममा, उनीहरूले १५ र २८ अणु भएका दुई रासायनिक यौगिकका अणुबीचको दूरी र संरचनाका नयाँ विवरण पत्ता लगाए। यद्यपि प्रयोग गरिएको प्रणाली सानो (१५ क्विबिट) थियो, अध्ययन टोलीका अनुसार भविष्यमा चार गुणा ठूलो अणुहरू पनि यस्तै प्रविधिबाट विश्लेषण गर्न सकिनेछ जुन परम्परागत कम्प्युटरका लागि असम्भव मानिन्छ।

गुगलका वरिष्ठ वैज्ञानिक तथा २०२५ को नोबेल भौतिकशास्त्र पुरस्कार विजेता प्रोफेसर मिशेल डेभोरेटले भने, “क्वान्टम इकोज एल्गोरिदमले गणनाको नतिजा अर्को क्वान्टम कम्प्युटरमा पनि समान रूपमा प्राप्त गर्न सकिन्छ भन्ने प्रमाणित गरेको छ। यसले हामीलाई पूर्ण–स्तरको क्वान्टम कम्प्युटिङतर्फ अर्को कदम अघि बढाएको छ।”

यो एल्गोरिदमले “इको” सिद्धान्तमा आधारित प्रक्रिया अपनाउँछ जसमा क्वान्टम प्रणालीमा संकेत पठाइन्छ र त्यसलाई उल्टाएर फर्किएको “प्रतिध्वनि” सुन्ने काम गरिन्छ। वैज्ञानिकहरूले पहिलो चरणमा विलो क्यूपीयूमा १०५ क्विबिटको एरेमा विभिन्न क्वान्टम गेटहरू सञ्चालन गरे।

त्यसपछि एउटा क्विबिटलाई हल्का परिवर्तन गरी त्यही प्रक्रिया उल्टो दिशामा दोहोर्याइयो। यसरी प्राप्त परिणामले प्रणालीभित्रको सूक्ष्म अन्तरक्रिया र अणुबीचको दूरी मापन गर्न सहयोग पुर्‍यायो।

वैज्ञानिकहरूले आफ्नो नतिजा सुपरकम्प्युटरसँग तुलना गर्न “रेड–टिमिङ” परीक्षण पनि गरे, जुन साइबरसुरक्षाबाट प्रेरित कठोर परीक्षण हो। यी परीक्षणहरू १० वर्ष बराबरको गणना अवधिमा सञ्चालन गरिएका थिए।

टेक्सास विश्वविद्यालयका कम्प्युटर विज्ञान विभाग प्रमुख स्कट आरोनसनले भने, “यसले सन्देह गर्नेहरूलाई चुनौती दिएको छ — किनकि अब यसको परिणाम अर्को क्वान्टम कम्प्युटरले पनि प्रमाणित गर्न सक्छ।” उनका अनुसार, “यो एल्गोरिदमको सबैभन्दा ठूलो उपलब्धि यो हो कि यसको आउटपुट एक मात्र संख्यात्मक परिणाम हो, जसलाई कुशलतापूर्वक प्रमाणित गर्न सकिन्छ।”

गुगलले २०२४ डिसेम्बरमा विलो क्वान्टम चिप सार्वजनिक गरेको थियो। यस चिपले देखाएको थियो कि क्विबिटहरूको संख्या बढ्दै जाँदा त्रुटिहरू उल्लेखनीय रूपमा घट्दै जान्छन् जुन क्वान्टम कम्प्युटिङको महत्वपूर्ण उपलब्धि हो।

तर, वैज्ञानिकहरूको भनाइमा, हार्डवेयर मात्र पर्याप्त छैन। सफ्टवेयर र हार्डवेयर दुवैको समन्वय आवश्यक छ ताकि समस्या समाधानको सबैभन्दा कुशल मार्ग पहिचान गर्न सकियोस्।

आगामी पाँच वर्षभित्र क्वान्टम कम्प्युटरबाट मात्र सम्भव हुने व्यावहारिक अनुप्रयोगहरू देखिन थाल्ने गुगलका वैज्ञानिकहरूको दावी छ। यद्यपि त्यसका लागि लाखौँ क्विबिटसम्म मेशिनहरू विस्तार गर्नुपर्नेछ जुन अहिलेको अवस्थाबाट हेर्दा अझै ठूलो चुनौती बनेको छ।