അയോൺ-ട്രാപ്പ് ക്വിറ്റ് സിസ്റ്റം ഓൺലൈനിൽ സ്ഥാപിച്ച് ക്ലൗഡ് ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചർ വഴി അത് ആക്സസ് ചെയ്യാവുന്നതാക്കിക്കൊണ്ടാണ് ജപ്പാൻ റിമോട്ട് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിലേക്ക് ഒരു പ്രായോഗിക ചുവടുവയ്പ്പ് നടത്തിയത്. ഒസാക്ക യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ സെന്റർ ഫോർ ക്വാണ്ടം ഇൻഫർമേഷൻ ആൻഡ് ക്വാണ്ടം ബയോളജി (ക്യുഐക്യുബി) വഴി പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഗവേഷകർ, ലബോറട്ടറിയിലേക്ക് ഭൗതികമായി പ്രവേശിക്കാതെ തന്നെ ഒരു ട്രാപ്പ്-അയൺ ക്വാണ്ടം ഉപകരണം ഇപ്പോൾ വിദൂരമായി പ്രവർത്തിപ്പിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് പ്രഖ്യാപിച്ചു.
അയോൺ-ട്രാപ്പ് സിസ്റ്റങ്ങൾ കൂടുതൽ പരിചിതമായ സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ്, കാരണം അവ ഫാബ്രിക്കേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളേക്കാൾ വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലങ്ങളാൽ സ്ഥാനത്ത് നിലനിർത്തിയിരിക്കുന്ന വ്യക്തിഗത ചാർജ്ജ് ചെയ്ത ആറ്റങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ക്വാണ്ടം പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടത്താൻ ഈ ആറ്റങ്ങളെ ലേസർ ഉപയോഗിച്ച് കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നു. അയോൺ-ട്രാപ്പ് സാങ്കേതികവിദ്യ പലപ്പോഴും സ്ഥിരതയ്ക്കും കൃത്യതയ്ക്കും പ്രശംസിക്കപ്പെടുന്നുണ്ടെങ്കിലും, ഇത് സാധാരണയായി പ്രവർത്തിക്കാൻ പ്രയാസമാണ്.
ഓൺ-സൈറ്റ് നിയന്ത്രണത്തിനുപകരം ഒരു നെറ്റ്വർക്ക് ഇന്റർഫേസിലൂടെ യഥാർത്ഥ ക്വാണ്ടം ഹാർഡ്വെയറുമായി സംവദിക്കാൻ ഉപയോക്താക്കളെ അനുവദിച്ചുകൊണ്ട് ഒസാക്ക പ്രോജക്റ്റ് ആ തടസ്സത്തെ മറികടക്കുന്നതിലാണ് ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നത്.
ക്ലൗഡ് നിയന്ത്രണം
ഗവേഷകർ പറയുന്നതനുസരിച്ച്, ഈ സിസ്റ്റം ഉപയോക്താക്കളെ ഇന്റർനെറ്റ് വഴി ക്വാണ്ടം നിർദ്ദേശങ്ങൾ സമർപ്പിക്കാൻ പ്രാപ്തരാക്കുന്നു, തുടർന്ന് അവ ഒരു വാക്വം ചേമ്പറിൽ സൂക്ഷിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു കുടുങ്ങിയ യ്റ്റെർബിയം-171 അയോണിൽ നടപ്പിലാക്കുന്നു. ക്ലൗഡിലൂടെ അയയ്ക്കുന്ന കമാൻഡുകൾ പരീക്ഷണ സജ്ജീകരണത്തിനുള്ളിൽ ലേസറുകളും വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലങ്ങളും നയിക്കുന്ന നിയന്ത്രണ സിഗ്നലുകളായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.
ഒരു യഥാർത്ഥ കുടുങ്ങിയ അയോണിൽ (സിമുലേറ്റഡ് അയോണിന് വിപരീതമായി) ഉപയോക്താക്കൾക്ക് അടിസ്ഥാന ക്വാണ്ടം കൃത്രിമങ്ങൾ പ്രയോഗിക്കാൻ കഴിയുന്ന സിംഗിൾ-ക്വിറ്റ് ക്വാണ്ടം ഗേറ്റ് പ്രവർത്തനങ്ങൾ പരീക്ഷണം പ്രദർശിപ്പിച്ചു. കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ വ്യാപ്തി പരിമിതമാണെങ്കിലും, പ്രവർത്തനങ്ങൾ യഥാർത്ഥ ഭൗതിക ഹാർഡ്വെയറിലാണ് നടത്തുന്നത് എന്ന വസ്തുതയിലാണ് പ്രാധാന്യം.
അയോൺ-ട്രാപ്പ് പരീക്ഷണങ്ങൾ വിദൂരമായി ആരംഭിക്കാനും നിരീക്ഷിക്കാനും കഴിയുമെന്ന് പരീക്ഷണം സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു, ചരിത്രപരമായി, ചുരുക്കി പറഞ്ഞാൽ, ഇത് വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്.
ഒസാക്ക യൂണിവേഴ്സിറ്റി സിസ്റ്റത്തിന്റെ വിജയത്തിന് പ്രധാനമായും കാരണം അതിന്റെ ഓട്ടോമേറ്റഡ് ഓപ്പറേഷൻ ഫ്രെയിംവർക്കാണ്. ലേസറുകൾ ക്രമീകരിക്കൽ, അയോൺ പൊസിഷനിംഗ്, സിസ്റ്റം കാലിബ്രേഷൻ തുടങ്ങിയ കാര്യങ്ങൾക്ക് അയോൺ-ട്രാപ്പ് പരീക്ഷണങ്ങൾക്ക് സാധാരണയായി തുടർച്ചയായ മനുഷ്യ മേൽനോട്ടം ആവശ്യമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഈ പ്രോജക്റ്റിൽ, ആ ഘട്ടങ്ങളിൽ പലതും സോഫ്റ്റ്വെയർ വഴി യാന്ത്രികമായി കൈകാര്യം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.
അതിനാൽ മനുഷ്യ ഓപ്പറേറ്റർമാരുടെ ഇടപെടലില്ലാതെ തന്നെ അയോൺ ട്രാപ്പിംഗ്, കൂളിംഗ്, സ്റ്റെബിലൈസേഷൻ, പതിവ് കാലിബ്രേഷൻ തുടങ്ങിയ ജോലികൾ ഫലപ്രദമായി കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ സിസ്റ്റത്തിന് കഴിയും. ഗവേഷകർ ആരും ശാരീരികമായി ഇല്ലെങ്കിലും, വിദൂര ഉപയോഗത്തിനിടയിലും പരീക്ഷണം പ്രവർത്തനക്ഷമമായി തുടരാൻ ഈ ഓട്ടോമേഷൻ അനുവദിക്കുന്നു.
ക്ലൗഡ് അധിഷ്ഠിത ക്വാണ്ടം ആക്സസിന്റെ ഏതൊരു യഥാർത്ഥ രൂപത്തിനും ഈ വശം അത്യാവശ്യമാണെന്ന് ഒന്നിലധികം റിപ്പോർട്ടുകൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഓട്ടോമേഷൻ ഇല്ലാതെ, റിമോട്ട് പ്രവർത്തനം അപ്രായോഗികമായിരിക്കും. നെറ്റ്വർക്ക് ചെയ്ത നിയന്ത്രണത്തിലൂടെ ആവർത്തിച്ചുള്ള ബാഹ്യ ആക്സസിനെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നതിന് അയോൺ-ട്രാപ്പ് ഹാർഡ്വെയർ മതിയായ രീതിയിൽ സ്ഥിരപ്പെടുത്താൻ കഴിയുമെന്ന് ഒസാക്ക സിസ്റ്റം തെളിയിക്കുന്നു.
ആക്സസും ഓട്ടോമേഷനും
ഈ പ്രോജക്റ്റ് വലിയ തോതിലുള്ള ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടേഷൻ നൽകാൻ ഉദ്ദേശിച്ചുള്ളതല്ല . ക്ലൗഡ്-കണക്റ്റഡ് സിസ്റ്റം മൾട്ടി-ക്വിറ്റ് അൽഗോരിതങ്ങൾ അല്ലെങ്കിൽ പിശക്-തിരുത്തൽ സർക്യൂട്ടുകൾക്ക് പകരം ഒരൊറ്റ ക്വിറ്റിലെ അടിസ്ഥാന പ്രവർത്തനങ്ങളെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു. പരീക്ഷണത്തിൽ ഉൾപ്പെട്ട ഗവേഷകർ ഇതിനെ ഒരു ആദ്യകാല ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചർ നാഴികക്കല്ലായി വിശേഷിപ്പിക്കുന്നു, ഒരു പ്രകടന മാനദണ്ഡവുമല്ല. ഒരു യഥാർത്ഥ ക്വാണ്ടം ഉപകരണത്തിലേക്ക് നിയന്ത്രിത ആക്സസ് നൽകുന്നതിലൂടെ, പരീക്ഷണം, വിദ്യാഭ്യാസം, സോഫ്റ്റ്വെയർ പരിശോധന എന്നിവ ലക്ഷ്യമിട്ടുള്ള ഒരു പ്ലാറ്റ്ഫോം അവർ സൃഷ്ടിച്ചിട്ടുണ്ടെന്ന് അവർ വിശദീകരിക്കുന്നു.
ക്വാണ്ടം കമാൻഡുകളോട് യഥാർത്ഥ ഹാർഡ്വെയർ എങ്ങനെ പ്രതികരിക്കുന്നുവെന്ന് ഇപ്പോൾ ഉപയോക്താക്കൾക്ക് നിരീക്ഷിക്കാൻ കഴിയും എന്നതാണ് വ്യത്യാസം, സിമുലേഷനുകൾക്ക് പൂർണ്ണമായും പകർത്താൻ കഴിയാത്ത ഒന്ന്. പൂർത്തിയായ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് സേവനത്തിനുപകരം ഭാവി വികസനത്തിനുള്ള ഒരു അടിത്തറയായി ഈ പ്രോജക്റ്റ് സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു, അസംസ്കൃത പ്രോസസ്സിംഗ് ശേഷിയെക്കാൾ പ്രവേശനക്ഷമതയുടെയും സിസ്റ്റം സംയോജനത്തിന്റെയും പ്രാധാന്യം എടുത്തുകാണിക്കുന്നു.
ബാഹ്യ ഉപയോഗത്തിനായി ക്വാണ്ടം ഹാർഡ്വെയർ ഓൺലൈനിൽ സ്ഥാപിക്കാനുള്ള ജപ്പാനിലെ മറ്റ് സമീപകാല ശ്രമങ്ങൾക്കൊപ്പം ഒസാക്ക സർവകലാശാല സംവിധാനവും പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു. ഈ വർഷം ആദ്യം, ജപ്പാൻ OQTOPUS ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറും ക്ലൗഡ് ആക്സസ് വഴി ലഭ്യമാക്കി, ഇത് ആഭ്യന്തരമായി വികസിപ്പിച്ച സിസ്റ്റങ്ങളിൽ വിദൂരമായി ജോലികൾ സമർപ്പിക്കാൻ ഉപയോക്താക്കൾക്ക് അനുവദിച്ചു. പ്രകടന അവകാശവാദങ്ങളേക്കാൾ പ്രായോഗിക ആക്സസ്സിലാണ് ഈ പദ്ധതികൾ ഒരുമിച്ച് ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നത്.
ഒസാക്ക സർവകലാശാലയിലെ അയോൺ-ട്രാപ്പ് സജ്ജീകരണത്തിന്, ഉപയോക്തൃ നിർദ്ദേശങ്ങളെ പരീക്ഷണാത്മക പ്രവർത്തനങ്ങളാക്കി മാറ്റുന്ന (അളവ് ഫലങ്ങൾ തിരികെ നൽകുന്ന) നിലവിലുള്ള സോഫ്റ്റ്വെയർ ഉപകരണങ്ങളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കാനും കഴിയും. ലബോറട്ടറി സാഹചര്യങ്ങൾക്ക് പുറത്ത് ക്വാണ്ടം സിസ്റ്റങ്ങൾ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് പരിശോധിക്കുന്നതിനും മനസ്സിലാക്കുന്നതിനും, വ്യത്യസ്ത തരം ക്വാണ്ടം ഹാർഡ്വെയറുകൾക്ക് റിമോട്ട് ആക്സസ് നൽകേണ്ടത് പ്രധാനമാണെന്ന് ജപ്പാൻ മനസ്സിലാക്കുന്നതായി തോന്നുന്നു.
അയോൺ-ട്രാപ്പ് ഉപകരണങ്ങളും മറ്റ് ക്വാണ്ടം സിസ്റ്റങ്ങളും ഓൺലൈനിൽ കൊണ്ടുവരുന്നതിലൂടെ, ഗവേഷകർക്ക് സംവദിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഭൗതിക പ്ലാറ്റ്ഫോമുകളുടെ ശ്രേണി ജപ്പാൻ വികസിപ്പിക്കുകയാണ് (ഓൺ-സൈറ്റ് സൗകര്യങ്ങൾ ആവശ്യമില്ലാതെ).
റിമോട്ട് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗ്
ഒറ്റപ്പെട്ട ലബോറട്ടറി പ്രദർശനങ്ങളിൽ നിന്ന് പങ്കിട്ട സാങ്കേതിക അടിസ്ഥാന സൗകര്യങ്ങളിലേക്ക് ക്വാണ്ടം ഗവേഷണം ക്രമേണ എങ്ങനെ മാറുന്നുവെന്ന് ഒസാക്ക സർവകലാശാല പദ്ധതി എടുത്തുകാണിക്കുന്നു. വേഗത, സ്കെയിൽ അല്ലെങ്കിൽ ഹ്രസ്വകാല ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ എന്നിവയിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നതിന് വിപരീതമായി, ഈ കൃതി ഒരു പ്രായോഗിക വെല്ലുവിളിയെ അഭിസംബോധന ചെയ്യുന്നു: സ്ഥിരതയിൽ വിട്ടുവീഴ്ച ചെയ്യാതെ ദുർബലമായ ക്വാണ്ടം സിസ്റ്റങ്ങളെ എത്രത്തോളം വിശാലമായ ഉപയോഗത്തിന് വിധേയമാക്കാം.
ഒരു അയോൺ-ട്രാപ്പ് പരീക്ഷണം പ്രവർത്തനക്ഷമവും പ്രതികരണശേഷിയുള്ളതും വിദൂരമായി നിയന്ത്രിക്കാവുന്നതുമായി തുടരാൻ കഴിയുമെന്ന് കാണിക്കുന്നതിലൂടെ, സ്ഥാപനങ്ങളിലും വിഷയങ്ങളിലും സഹകരണത്തിനുള്ള തടസ്സങ്ങൾ ഈ പ്രോജക്റ്റ് ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു. ബാഹ്യ ഉപയോക്താക്കൾ ആവർത്തിച്ച് ആക്സസ് ചെയ്യുമ്പോൾ യഥാർത്ഥ ക്വാണ്ടം ഹാർഡ്വെയർ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് പഠിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പരീക്ഷണശാലയും ഇത് നൽകുന്നു.
കൂടുതൽ ക്വാണ്ടം പ്ലാറ്റ്ഫോമുകൾ ഓൺലൈനിലേക്ക് മാറുമ്പോൾ, വലിയ തോതിലുള്ള ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ വ്യാപകമായി ലഭ്യമാകുന്നതിന് വളരെ മുമ്പുതന്നെ, ഭാവി ഗവേഷകർ ഭൗതിക ക്വാണ്ടം ഉപകരണങ്ങൾക്ക് ചുറ്റുമുള്ള സോഫ്റ്റ്വെയർ പഠിക്കുന്നതും പരീക്ഷിക്കുന്നതും വികസിപ്പിക്കുന്നതും എങ്ങനെയെന്ന് ഇതുപോലുള്ള ശ്രമങ്ങൾ രൂപപ്പെടുത്തിയേക്കാം.
