குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர் செய்வதில் உள்ள சூட்சமம்!

இந்த குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர்னா என்னான்னு நம்ம மோகன் தாஸ் ஜல்லியடிச்சிருந்ததை கொஞ்சம் நாள் முன்னே அவர் பதிவான 'குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கும் ஜல்லியடித்தலும்' ல படிச்சி தெரிஞ்சிருப்பீங்க. அப்புறம் அவரு அந்த குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர் பத்தி உளருனது எல்லாம் தப்புன்னு அதுக்கு விளக்கம் கொடுத்து நம்ம ரோஸா வசந்த் எழுதின 'குவாண்ட உளரல்!'யும் படிச்சிருப்பீங்க. பிறகு ரோஸா வசந்த், 'இந்த உளரலை அதிகமா புகழ்ந்து தள்ளிட்டீங்க, நீங்க என்ன தான் 'குவாண்டம் கணணி' என்ற தலைப்பில் புத்தகம் எழுதி இருந்தாலும்' சொன்னதுக்கு நம்ம வெங்கட்டும் ஒரு பதில் பதிவு 'மோகன்குமார், ரோசா வஸந்த் - குவாண்டம் கணினி தொடர்பாக' ன்னு போட்டு இருந்ததையும் படிச்சிருப்பீங்க. அப்படி படிக்காதவங்க, அந்த சுட்டியெல்லாம் ஒரு கிளிக் கிளிக்கி படிச்சிட்டு மேலே வாங்க, நான் சொல்லப் போற விஷயத்தை படிக்கிறத்துக்கு முன்னே! அப்படியே நான் ஏற்கனவே எழுதிய 'நேனோ டெக்னாலஜி' விநோதங்களை படிக்காதவங்க, அதையும் கொஞ்சம் ஒரு பார்வை பார்த்துட்டு வாங்க!

இந்த கம்ப்யூட்டர்னாலே பிட்டு(Bit)தான் மூலம். அதை வச்சி தான் எல்லாமே! நம்ம தமிழ்ல ஒன்னு சொல்லுவோமே 'வெட்டு ஒன்னு துண்டு ரெண்டு'ன்னு அந்த பதத்தின் பொருள் மாதிரி, இந்த பிட்டுங்க ஒன்னுமே இல்லாத வெறும் நிலையில இருக்கிறது '0', இன்னொன்னு உச்சக்கட்டம், அது '1' மத்தபடி வர கணக்கெல்லாம் இத வச்சிதான். இந்த பிட்டுங்களால கம்ப்யூட்டர் எப்படி வேலை செய்துங்கிறதை கூகுள்ல தட்டினீங்கன்னா நிறைய தளம் கிடைக்கும். அதிலையும் நீங்க எல்லாருமே கம்ப்யூட்ட்ரில கையை நனைக்கிற ஆளுங்க, அதனாலே உங்களுக்கு அதை பத்தி தெரிஞ்சு இருக்கும், அதுனால மேலே அதை பத்தி எழுதல! இந்த குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர்ல இந்த இரண்டு பிட்டையும் விட்டுட்டு மூணாவதா, நம்ம தமிழ்ல சொல்ற மாதிரி 'ஆத்தில ஒரு காலு சேத்தில ஒரு காலு'ங்கிற மாதிரி ஒரு பிட்டு இருக்கும் நிலை தான் எல்லாத்துக்குமே முக்கியம். அது தான் இந்த குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர் பண்ண போகும் அதிசியங்களை ஆச்சிரியமா பார்க்க வைக்கிற ஒன்னு. அந்த பிட்டுக்கு பேரு க்யூபிட்டு(qbit), அதாவது அது இந்த '0'ங்கிற கீழ் நிலையிலும் இருக்கலாம், இல்லை அந்த '1'ங்கிற உச்ச நிலையிலும் இருக்கலாம்! அப்படி அந்த நிலையில இருக்கிறதுக்கு ஆங்கிலத்திலே 'Super-Position' பேரு!

ஆக இந்த க்யூபிட்டை உபயோகிச்சு ஒழுங்கா புரோகிராம் எழுதினீங்கன்னா, அந்த கம்ப்யூட்டர் ஒரே நேரத்தில போடற கணக்குகள் ஏராளம். ஒரு எக்ஸ்ட்ரா இருக்கிற க்யூபிட்டு கொண்டு இரண்டு கணக்கு போடலாம், இரண்டுனா நாலு கணக்கு போடலாம். அதாவது ஒரு 20 க்யூபிட்டு வச்சிக்கிட்டு ஒரு பத்து லட்ச கணக்கை ஒரே நேரத்திலே போட்டுடலாம். நம்ம ரோஸா வசந்து சொன்ன மாதிரி எவ்வளவு பெரிய இலக்கம் கொண்ட எண்களையும் சும்மா அப்படின்னு சொடக்கு போடற நேரத்திலே அந்த கம்ப்யூட்டரு போட்டு தள்ளிடும். இப்ப இருக்கிற கம்ப்யூட்டர்ல அதை போட நமக்கு 200 பேரப்புள்ளைங்க பொறந்து வளர்ந்து வாழ்ந்து முடிஞ்சா தான் முடியும், அப்பக்கூட முடியுமான்னு தெரியல்லைன்னு ரோஸா வசந்து சொல்லி இருந்தார். அதே தான். அதுக்குத்தான் இந்த பாடு! சரி கண்டு பிடிச்சிட்டிங்கள்ள, கம்ப்யூட்டரை செய்ய வேண்டியதானே அப்படிங்கிறீங்க. க்கூம்.. அங்க தான் சிக்கலே! எப்படின்னு கேளுங்க!

இந்த க்யூபிட்டுகளை உருவாக்கிற பொருளை செய்யறதிலே தான் சிக்கலே! அதாவது அந்த நேனோ டெக்னாலாஜியிலே உபயோகப்படுத்திற பொருள்ல இருந்து தான் இதை உருவாக்க முடியும், இப்போதைக்கு! இதில என்னா பிரச்சனைனா இந்த க்யூபிட்டு அந்த 'Super-Position' நிலையில இருக்கிற நேரம் ரொம்ப கம்மி! எல்லாம் நம்ம படிச்ச அணுவில் இருக்கும் எலெக்ட்ரான் சமாச்சாரம் தான். இந்த க்யூபிட்டு நிலையில இருக்குவிடாம சுத்துபட்டு அணுக்கள் சூழ்நிலை அமுக்கிவிடுவதால் இந்த எலெக்ட்ரான், நான் சொன்ன அந்த உச்சம் இல்லன்னா நீச்சத்துக்கு ('1', '0') போய்டுங்க. ஆனா அதுக்கு இடைப்பட்ட அந்த qunatum நிலையில வச்சிருந்தா தான் அது க்யூபிட்டு, இல்லேன்னா அது வெறும் பிட்டு! இப்ப அப்படி அதுங்களை வச்சிக்க முடியும்ங்கிறதான் சமீபத்தில கண்டறிந்த ஆராய்ச்சியின் முடிவுகள்! அது என்னான்னு பார்க்கலாம் வாங்க!

ஆக்ச்ஃபோர்ட் பல்கலைகழகத்தில், ஆன்ட்ரூ பிரிக்கிஸ் (Andrew Briggs)ங்கிற ஒரு நேனோ மெட்டீரியல் சயிண்டிஸ்ட், இந்த நைட்ரஜன் அணுவை 60 கார்பன் அணுக்களால் சூழப்பட்ட ஒரு கூண்டுக்குள்ள(bucky ball) வச்சு, அந்த நைட்ரஜன் அணுவிலிருக்கும் எலெக்ட்ரானை, க்யூபிட்டா ஒரு 500 நேனோ செக்கண்டுக்கு, நான் மேலே சொன்ன qunatum நிலையில வெற்றிகராமா வச்சிட்டதா சொல்லி இருக்காங்க. ஆனா அதில பிரச்சனை என்னான்னா இந்த 500 நேனோ செக்கண்டு வச்சுக்கிட்டு எந்த கணக்கும் போட முடியாது ( இப்ப கம்ப்யூட்டர்ல இந்த டைமர்ல வர்ற frequency எல்லாம் உங்களுக்கு தெரியும், அதனுடய அளவுகளை விட இது சிறியது). ஆக இந்த க்யூபிட்டை அந்த qunatum நிலையில கொஞ்சம் ஜாஸ்தி நேரம் வச்சிருக்க அந்த க்யூபிட்டை இங்கேயும் அங்கேயும் மைக்ரோ வேவ்ஸ் கொண்டு உதைசிக்கிட்டு இருந்தா, அந்த க்யூபிட்டின் qunatum நிலையை கொஞ்சம் அதிக படுத்தலாமுன்னு கண்டுபிடிச்சிருக்காங்க. அதுக்கு 'bang bang' டெக்னிக்னு பேரு! ஆக இந்த 'bucky ball' கூண்டு முறையிலே நைட்ரஜன் அனுவை தான் வைக்கணும்னு இல்லை, வேறே பல அணுக்களையும் வச்சு இந்த க்யூபிட்டை கொண்டு வந்திடலாம். ஆனா இந்த ஒரு க்யூபிட்டு பல நூறாகி, கம்பூட்டர்ல பொறுத்தி குவாண்டம் கணனி பண்ண பல ஆண்டுகள் பிடிக்கும். இது ஆரம்பமே!

இன்னொரு முறையில இந்த க்யூபிட்டை உருவாக்கிறதை இந்த ஹிட்சாட்சி (Hitachi)ஆராய்ச்சி நிறுவனம் கண்டு பிடிச்சிருக்காங்க. அது நமக்கு ஏற்கனவே தெரிஞ்ச சிலிக்கான் சில்லுல பண்றது. அதாவது 'qunatum dots'ன்னு ஒரு பொருளை அந்த சிலிக்கான் சில்லுகுள்ள இருக்கும் wafer மேற்புறத்தில் வச்சு செய்யக்கூடியது. இது இன்னும் ஆராய்ச்சிக்கூடத்தில தான் இருக்கு, இதை வச்சி கம்ப்யூட்டர் சர்க்க்கூயூட் செஞ்சு அதை நிரூபிக்க இன்னும் ஆராய்ச்சிகள் நடந்துக்கிட்டிருக்கு!

மூணாவது வழி முறை, 'Ions'ன்னு சொல்லுவோமே, அதாவது எலெக்ட்ரிகலா சார்ஜ் ஆயி இருக்கிற அணு, அதை அசைஞ்சாடும் 'electromagnetic waves'க்குள்ள வச்சா, அது க்யூபிட்டா வேலை செய்யும்! இதை அந்த 'lithographic techniques' முறையிலே செஞ்சு இந்த 'Ions' கொண்ட 'devices' செய்யப்போறாங்களாம், அதை வச்சு இந்த குவாண்டம் கணனி செய்ய தயாராயிட்டதா சொல்றாங்க!

இது எல்லாம் தெரிஞ்ச, அறிஞ்ச தொழில்நுட்ப வளர்ச்சியால், இந்த க்யூபிட்டு உருவாக்கக்கூடிய பொருள்களை செய்ய முயற்சிக்கும் பொழுது, இதை எல்லாம் விடுட்டு ஒரு புது மாதிரியான முறையில தயாரிக்கலாமான்னு யோசிக்கிறாங்க! அது தான், நம்ம ஊரு விஞ்ஞானி போஸ் கண்டுபிடிச்ச போசான் (Boson) கொண்டு, குளிர்ந்த தட்பவெப்ப நிலையில அணுக்களை வச்சிருக்கும் முறையான, 'Bose-Einstein Condensate' ங்கிற முறை. இந்த Condensate என்னான்னு தெரியனும்னா இந்த விக்கிபீடியா சுட்டியிலே போய் பாருங்க! அதாவது இந்த குளிர்ந்த தட்பவெப்ப நிலையில் வைத்து இருக்கும் பொழுது அணுக்களில் உள்ள எலெக்ட்ரான், நியூட்ரான் எல்லாம் அந்த qunatum நிலையில இருப்பதே இந்த க்யூபிட்டுகள் சுலபமா உருவாக்க தோதுவா இருக்குது! ஆக இதை வச்சு அந்த குவாண்டம் கணனி பண்ணக்கூடிய பொருட்களை செய்து விடலாமான்னு தீவிர ஆராய்ச்சி நடந்துக்கிட்டிருக்கு.

இப்படி இந்த குவாண்டம் கணனி செய்றதுக்கு தொடர்ந்து அராய்ச்சிகள் நடந்த வண்ணம் இருக்கு! ஒரு வேளை இந்த'Bose-Einstein Condensate' ங்கிற முறையிலருந்து தயாரிக்கப்படும் டிரான்ஸிஸ்டர்கள் தான் அடுத்த தலைமுறை டிரான்ஸிஸ்டர்களா இருக்கலாம். ஆனா தெளிவா எந்த ஆராய்ச்சியும் ஒரு முடிவுக்கு வரலை. இருந்தாலும் இந்த குவாண்டம் கணனியை உருவாக்க தீவிரமா தொடர்ந்து ஆராய்ச்சிகள் நடக்கும் போது யார் கண்டது அடுத்த பதினைஞ்சு வருஷத்தில இந்த கம்ப்யூட்டர் எல்லாம் எப்படி இருக்க போவதுன்னு!