সুপারকন্ডাক্টিং সার্কিট বা ট্র্যাপড আয়নের তুলনায় আলোর ফোটনের সবচেয়ে বড় সুবিধা হলো: এরা সাধারণ কক্ষ তাপমাত্রায় পরিবেশের তাপীয় গোলমালের সাথে কোনো মিথস্ক্রিয়া করে না। আলো মহাবিশ্বের সর্বোচ্চ গতিতে চলে এবং ফোটনগুলোর কোনো ভর বা চার্জ নেই। কোয়ান্টাম অপটিক্সের শীর্ষবিন্দু হলো ফোটোনিক কোয়ান্টাম কম্পিউটিং: লিনিয়ার অপটিক্স, কোয়ান্টাম পরিমাপ এবং আলোর ক্লাস্টার স্টেট ব্যবহার করে সাধারণ কক্ষ তাপমাত্রাতেই পরম শক্তিশালী কোয়ান্টাম কম্পিউটার নির্মাণ করা।

১. ফোটনের আন্তঃক্রিয়া সমস্যা ও KLM উপপাদ্য

ফোটন চার্জহীন হওয়ায় শূন্যস্থানে দুটি ফোটন একে অপরের সাথে সরাসরি সংঘর্ষে লিপ্ত হয় না, যার ফলে এদের দিয়ে টু-কিউবিট লজিক গেট তৈরি করা অসম্ভব মনে করা হতো। কিন্তু ২০০১ সালে নিল, লাফ্লাম ও মিলবার্ন (KLM উপপাদ্য) প্রমাণ করেন যে, কেবল সাধারণ বিম-স্প্লিটার, ফেজ-শিফটার এবং একক ফোটন ডিটেক্টর ব্যবহার করেই শতভাগ সফল কোয়ান্টাম লজিক গেট তৈরি করা সম্ভব।

২. মেজারমেন্ট-বেসড কোয়ান্টাম কম্পিউটিং (MBQC)

গেটের পর গেট সাজানোর বদলে আধুনিক ফোটোনিক কোয়ান্টাম কম্পিউটারে ওয়ান-ওয়ে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। এতে প্রথমে কোটি কোটি ফোটনকে একসাথে জড়িয়ে একটি প্রকাণ্ড ত্রিমাত্রিক ক্লাস্টার স্টেট তৈরি করা হয়। এরপর নির্দিষ্ট ফোটনগুলোকে একে একে পরিমাপ করে ধ্বংস করার মাধ্যমেই জটিল অ্যালগরিদম সম্পন্ন হয়—কোনো জটিল গেটের প্রয়োজন হয় না।

৩. কন্টিনিউয়াস ভ্যারিয়েবল ও গাউসিয়ান বোসন স্যাম্পলিং

একক ফোটন গণনার বদলে আলোর কোয়ান্টাম বিস্তার (Quadratures) ব্যবহার করে তৈরি করা হয় কন্টিনিউয়াস-ভ্যারিয়েবল ফোটোনিক্স। কানাডার ‘জানাদু’ (Xanadu) এবং চীনের ‘জিউঝাং’ (Jiuzhang) এই পদ্ধতিতে লক্ষ লক্ষ স্কুইজড আলোক তরঙ্গের ব্যতিচার ঘটিয়ে কোয়ান্টাম সুপ্রিমেসি প্রমাণ করেছে—এমন সব জটিল হিসাব সম্পন্ন করেছে যা পৃথিবীর দ্রুততম সুপারকম্পিউটারের করতে কোটি বছর লাগত।

৪. কক্ষ তাপমাত্রায় কোয়ান্টাম ভবিষ্যৎ

GKP কোডের মাধ্যমে ফোটনের ক্ষতি সংশোধন করে সম্পূর্ণ ত্রুটিমুক্ত (Fault-tolerant) ফোটোনিক কোয়ান্টাম প্রসেসর তৈরি করা হচ্ছে সাধারণ সিলিকন চিপ কারখানাতেই। পরম শূন্য তাপমাত্রার রেফ্রিজারেটর ছাড়াই সাধারণ কক্ষ তাপমাত্রায় পরিচালিত এই আলোকীয় কোয়ান্টাম কম্পিউটার মানবজাতির জ্ঞান-বিজ্ঞানের সীমানাকে এক নতুন দিগন্তে পৌঁছে দেবে।

শাকিল মাহমুদ সজল

শাকিল মাহমুদ সজল

সফটওয়্যার প্রকৌশলী ও লেখক, ঢাকা, বাংলাদেশ। কম্পিউটার বিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান, ইতিহাস ও ভাবনার সমন্বয়ে ব্যক্তিগত নোট ও প্রবন্ধ সংকলন।