Google Willow-এ ম্যাজিক স্টেট কাল্টিভেশন প্রদর্শন করল, ত্রুটি কমল প্রায় 40 গুণ

Google Quantum AI বলছে, তারা দেখিয়েছে যে ম্যাজিক স্টেট কাল্টিভেশন — এক বিশেষ ধরনের কোয়ান্টাম রিসোর্স তৈরির একটি কৌশল — তাদের Willow সুপারকন্ডাক্টিং প্রসেসরে কাজ করে। কোম্পানির ভাষ্য অনুযায়ী, এই পদ্ধতি ছাড়া তৈরি স্টেটের তুলনায় এটি ত্রুটি মোটামুটি 40 গুণ কমিয়েছে। Google জানিয়েছে, কাজটি Science-এ প্রকাশিত হয়েছে; এ সপ্তাহে গবেষণা বিজ্ঞানী Emma Rosenfeld ও কোয়ান্টাম সফটওয়্যার প্রকৌশলী Craig Gidney-র একটি ব্লগ পোস্টে এর ঘোষণা দেওয়া হয়।

ফল্ট-টলারেন্ট কোয়ান্টাম কম্পিউটারের জন্য অপারেশনের একটি সর্বজনীন (ইউনিভার্সাল) সেট প্রয়োজন, এবং তার মধ্যে তথাকথিত non-Clifford গেটগুলো বেশিরভাগ ত্রুটি-সংশোধন নকশায় সম্পদের একটি উল্লেখযোগ্য ব্যয়। এগুলো সরবরাহের একটি প্রচলিত উপায় হলো প্রথমে ম্যাজিক স্টেট নামে পরিচিত বিশেষ ইনপুট স্টেট তৈরি করা এবং সেই অপারেশনগুলো সম্পাদনে সেগুলো খরচ করে ফেলা। প্রতিটি ম্যাজিক স্টেট কেবল একবারই ব্যবহার করা যায়, আর কম ত্রুটিসহ সেগুলো তৈরি করা ব্যয়বহুল: Google এমন অনুমানের কথা উল্লেখ করে, যা অনুযায়ী একটি যন্ত্রের সক্ষমতার 95% পর্যন্ত সেগুলো তৈরিতে চলে যেতে পারে। কোম্পানিটি জানিয়েছে, গবেষকেরা 2004 সাল থেকেই এই বাধার কথা আগাম ধারণা করে আসছেন।

কাল্টিভেশনের প্রস্তাব 2024 সালে দেন Gidney, Google-এর সহকর্মী Noah Shutty ও Cody Jones-এর সঙ্গে মিলে; তাঁরা আগের গবেষণা-সাহিত্যের একটি ধারণাকে পরিমার্জন করেছিলেন। এটি একটি ফিল্টারের মতো কাজ করে: একটি নয়েজি স্টেটকে চিপের একটি ছোট অংশে প্রবেশ করানো হয়, তারপর একাধিক সমন্বিত পরিমাপের মাধ্যমে সেটি যাচাই করা হয়, এবং যে প্রচেষ্টায় কোনো ত্রুটি ধরা পড়ে তা বাদ দেওয়া হয়। দলের arXiv প্রিপ্রিন্টের সারসংক্ষেপ (অ্যাবস্ট্র্যাক্ট) অনুযায়ী, পরীক্ষাটি 8% প্রচেষ্টা ধরে রেখে 0.9999(1) স্টেট ফিডেলিটিতে পৌঁছেছে, এবং সেই ফিডেলিটির একটি সীমা নির্ধারণের জন্য দলটি একটি ফল্ট-টলারেন্ট পরিমাপ প্রোটোকল তৈরি করেছে। Google তাদের T-স্টেটের 99.99% লজিক্যাল ফিডেলিটিকে একটি রেকর্ড হিসেবে বর্ণনা করে।

গবেষকেরা কাল্টিভেট করা স্টেটগুলোকে দুটি ত্রুটি-সংশোধন পদ্ধতির মধ্যে স্থানান্তরও করেছেন। কালার কোড, যা একটি নতুনতর পদ্ধতি, কাল্টিভেশনের জন্য উপযুক্ত, আর সারফেস কোড বেশি প্রতিষ্ঠিত পদ্ধতি। দলটি ডিস্ট্যান্স-3 কালার কোড থেকে স্টেটগুলোকে ডিস্ট্যান্স-5 সারফেস কোডে গ্রাফট করেছে; Google বলছে, এতে দেখা গেছে যে পরিশোধিত স্টেটগুলো তাদের হার্ডওয়্যারে এই হস্তান্তরের পরও টিকে থাকতে পারে। প্রাথমিক ডেটা ভৌতভাবে অবিশ্বাস্য মনে হওয়ার পর কয়েক মাস ধরে চলা সমস্যা-সমাধানের কথাও কোম্পানিটি বর্ণনা করেছে: Rosenfeld সমস্যার উৎস খুঁজে পান ল্যাবের নয়েজে, যা আসছিল ড্রিফট করা বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতি ও তাপমাত্রার পরিবর্তন থেকে এবং যা দলের স্বাভাবিক বেঞ্চমার্ককে দুর্বল করে দিয়েছিল; এর ফলে বাড়তি নিয়ন্ত্রণ যোগ করা হয় এবং একটি নতুন বেঞ্চমার্কিং পদ্ধতি গ্রহণ করা হয়, যেখানে কাল্টিভেশনকে দিয়েই কাল্টিভেশন পরিমাপ করা হয়।

Google স্বীকার করেছে যে ব্যবহারিক যন্ত্রের জন্য বাস্তবসম্মত হয়ে ওঠার আগে কাল্টিভেশনকে এখনও বৃহত্তর পরিসরে প্রদর্শন করতে হবে, এবং বলেছে যে এখনও অনেক প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ রয়ে গেছে। ধরে রাখার এই হারের অর্থ এটিও যে পরীক্ষায় বেশিরভাগ প্রচেষ্টা বাদ দেওয়া হয়েছিল। গবেষণাপত্রটির একটি প্রিপ্রিন্ট আগেই arXiv-এ প্রকাশ করা হয়েছিল। Google এই ফলাফলকে একটি কার্যকর, ত্রুটি-সংশোধিত কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরির লক্ষ্যের দিকে একটি পদক্ষেপ হিসেবে তুলে ধরছে।