குவாண்டம் உணர்தல்

பானுமதி ந.

[வளர்ந்து வரும் தலை சிறந்த தொழில் நுட்பங்கள்- பாகம் 9]

குவாண்டம் கணிணிகள், மேல் நிலையில் உள்ள மனிதர்கள்; குவாண்டம் உணரிகளுக்கு அதற்குச் சமமான அந்தஸ்து கிடைப்பதில்லை. இத்தனைக்கும் இவைகள், தானியங்கி வாகனங்களை ஓரப்பார்வை பார்க்க வைக்கும் இசைக் குயில்கள்; கூர்ந்து பார்த்து நீரடிப் பயணத்தை மேம்படுத்தும் கழுகுகள்; மாரி மலை முழஞ்சில் மன்னிக் கிடந்துறங்கும் சீரிய சிங்கம் அறிவுற்றுத் தீ விழிப்பதைப் போன்ற எரிமலைகளும், அகழ்வாரைத் தாங்கும் நிலம், தாளாது, கம்ப நடுக்கம் கொண்டு வெடிக்கப் போவதையும் முன் உணர்த்தும் சாகுருவிகள்; உடல் உறுப்புகளைப் போல உடன் தொத்தும் ஊடு கதிர் கருவியினையும் எளிதாக எடுத்துச் சென்று மூளையின் தினசரி செயல்பாடுகளை அறிய உதவும் செல்லப் பிராணிகள்.

இவை எப்படி அமைக்கப்படுகின்றன? பொருட்களின் குவாண்ட இயல்பு தான் அடிப்படை. மாறுபட்ட சக்தி நிலைகளில், மின்னணுக்களின் செயல்திறன்களின் வேறுபாட்டினை அலகாகக் கொண்டு உருவாக்கப்பட்டு பின்னர் அதி நுட்பமாக மேம்படுத்தப் படுகின்றன. இக்கொள்கையினை அணுக்கடிகாரங்கள் விளக்குகின்றன. உலக தரநிலை நேரமானது, ஒரு விநாடியில், சீசியம் 133 அணுக்களில் உள்ள மின்னணுக்கள், 9,192,631,770 என்ற அளவில் இடம் பெயர்கின்றன என்ற அறிவியல் ஆதாரத்தில் அமைக்கப்பட்டுள்ளது. மற்றக் கடிகாரங்கள் இந்த ஊசலாட்டத்தைப் பின்பற்றி அமைகின்றன. மின்சார, காந்த, புவியீர்ப்புப் புலங்களில் ஏற்படும் மிக மிகச் சிறிய வேறுபாடுகளையும், அசைவுகளில் ஏற்படும் சின்னஞ்சிறு மாற்றங்களையும் அறிவதற்கு, மற்றைய குவாண்டம் உணரிகள், அணு ஓட்டங்களைப் பயன் படுத்துகின்றன.

இவைகளை வேறு முறைகளிலும் உருவாக்க முடியும். உட் பிரதேசம் சார்ந்த புவியீர்ப்பில் நிகழும் சிறிய மாறுதல்களை அளப்பதற்காக, மிகக் குளிரூட்டப்பட்ட, தடையற்று ஈர்க்கப்படும், அணுக்களை உருவாக்குவதற்கு யூ. கே.யிலுள்ள பர்மிங்ஹாம் பல்கலையில் முயன்று வருகின்றனர். இவ்வகையிலான குவாண்டம் ஈர்ப்புமானி, புதைந்துள்ள குழாய்களை, கம்பிவடங்களை, மற்றும் பலப் பொருட்களை பூமியைத் தோண்டாமலே நம்பகமாகக் காட்டிக் கொடுத்து விடும்; ஆனால் இன்று நாம் தோண்டித்தான் அறிகிறோம். கடலில் பயணிக்கும் கப்பல்கள், நீரடிப் பொருட்களை இந்த நுட்பத்தின் மூலம் அறிய முடியும்- என்ன ஒன்று, மற்றொரு டைடானிக் காணக் கிட்டாது!

பெரும்பான்மையான குவாண்ட உணரிகள் செலவு பிடிப்பவை, நிறை மிகுந்தவை, சிக்கலானவை; ஆனால், புதிய தலைமுறை உணரிகள் அளவில் சிறியதாய், ஆற்றல் மிக்கதாய், செலவு குறைவானவைகளாய் அமைந்தால் பலப் புதியத் துறைகளில் மிகச் சிறந்த பங்களிப்பைச் செய்ய முடியும். 2019-ல், மாஸச்சூசெட்ஸ் தொழில் நுட்பக் கழக ஆய்வாளர்கள், வழமையான முறைகளில், வைரத்தை அடிப்படையெனக் கொண்ட குவாண்டம் உணரியை, சிலிகான் சிப்பில் பதித்தார்கள். ¹ அதன் மூலம், ஒரு மில்லி மீட்டரில், பத்தில் (கிட்டத்தட்ட) ஒரு பங்கு அளவு அகலத்தில், ஒரு சதுரத்திற்குள், பலவகைப்பட்ட நிறை மிகுந்த உட் பொருட்களை கட்டுக்கோப்பாய் அமைக்க முடிந்தது. குறைந்த செலவு, அதிக உருவாக்கம், அறையின் தட்ப வெப்பச் சூழலில் பயன் படும் திறன், ஆகிய அனைத்தும் கொண்ட, இந்த முன் மாதிரியைச் சார்ந்த குவாண்டம் உணரிகள், சக்தி குறைந்த காந்தப் புலங்கள், மற்றும் செம்மையான முறையில் எடுக்கப்பட வேண்டிய அளவுகள் பயன்படும் எந்த ஒரு செயல்பாட்டிலும் உபயோகப்படும் என்பது நற்செய்தி.

குவாண்டம் அமைப்புகள் மிக எளிதாகப் பாதிப்புகளுக்கு உள்ளாகும் என்பதால், மிகவும் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சூழல்களில் அவைகளைப் பயன் படுத்த நேரிடுகிறது. ஆனாலும், அரசுகளும் முதலீட்டாளர்களும் இதை ஒரு கை பார்ப்பதில் மும்முரமாக உள்ளார்கள். யூ.கே தனது இரண்டாம்பகுதி ‘நேஷனல் குவாண்டம் கம்ப்யூடிங் திட்டத்திற்காக’ (2019-2024) 315 மில்லியன் யூரோக்களை ஒதுக்கியுள்ளது. மருத்துவ மற்றும் இராணுவத் துறைகளின் செயல்பாடுகளை முன்னிறுத்தி, வரும் மூன்று முதல் ஐந்து ஆண்டுகளுக்குள் குவாண்டம் உணரிகள் சந்தைக்கு வரும் என தொழிற்துறை வல்லுனர்கள் சொல்கிறார்கள். அணுவகத்துகள்களின் விந்தைகள், மிகத் துல்லியமான அளவியல் துறையினை விரைவில் ஏற்படுத்தும்.

மிகச் சமீபத்தில் அமெரிக்காவின் ஃபெர்மிலேப் ஒரு ஆய்வினை வெளியிட்டுள்ளது. ‘ம்யூவான்’ என்பவை ‘கொழுத்த மின்னணுக்கள்’ என அறியப்படுபவை. இவைகளைக் காந்தப் புலத்தில் வைக்கையில், அவை சுழல்கின்றன, தள்ளாடுகின்றன. இப்படி இவை சுழல்கையில், சுற்றுச் சூழலுடன் இணைவினையாற்றுகின்றன. அந்தச் சூழலிலோ, குறைந்த ஆயுள் உள்ள துகள்கள் வெற்றிடத்திலிருந்து உள்ளே- வெளியே ஆட்டம் ஆடுகின்றன. மரபார்ந்த அறிவியலில் சொல்லப்பட்ட மதிப்பிலிருந்து இந்த ம்யூவான்களின் ஜி-2 மதிப்பு வேறுபடுவதால், குவாண்ட இயற்பியல், கணிணி, உணரிகள் ஆகியவற்றில் பெரும் செயல் திறனைக் கொண்டு வர முடியும் என ஒரு நம்பிக்கை வந்துள்ளது. (The Hindu Dt 11/04/2021 Science & Technology)

2020 நிதி நிலை அறிக்கையில் ரூ.8000 கோடியை குவாண்டம் நுட்பத் தொழிலிற்காகவும், அதைப் பயன் படுத்தும் செயல் முறைகளுக்காகவும் இந்திய அரசு ஒதுக்கியுள்ளது. குறிப்பிடத் தகுந்த எட்டு தொழில் தொடங்கு நிறுவனங்கள் குவாண்ட கணிணி வடிவமைப்பில் ஈடுபட்டுள்ளன. இவற்றுள் ஒன்றான QpiAITeck குறைகடத்தி செயல் முறையைப் பயன்படுத்தி, அதிகக் குளிர் நிலையில் செயல்படும் கலவையான சிப்களை வடிவமைக்கிறது. ஒரு மில்லியன் க்யூபிட்ஸ்ஸை ஒரு சிப்பிற்குள் அடக்கும் தொழில் நுட்பத்தில் இது ஈடுபட்டு வருகிறது. இது செயற்கை நுண்ணறிவு மற்றும் இயந்திரக் கற்றல் துறைகளுக்கு உதவிகரமாக விளங்கும். (https://analyticsindiamag.com/8-top-quantum-technology-startups-in-india/) பெங்களூருவில் உள்ள நிறுவனம் இது.

ஒரு க்யூபிட்டின் செயல் திறன் குவாண்டம் நிலைகளின் பகுப்பாய்வைச் சார்ந்திருக்கிறது; அது பின்னலைப் பொருளைச் (Entanglement) சார்ந்திருக்கிறது. இந்தப் பின்னலைப் பொருள் குவாண்டம் நிலைகளை உணர்வதற்கு பயன்படும் ஒன்று. இதன் மூலம் குவாண்டம் உணரிகளை மேம்படுத்தலாம். விஞ்ஞான தொழில் நுட்பத் துறையின் கீழ் இயங்கும் தன்னதிகாரமுள்ள இராமன் ஆய்வுக் கழகம் இம்முயற்சியைச் செய்திருக்கிறது. (https://dst.gov.in/pressrelease/new-test-quantum-coins-computers-quantum-sensing)

¹(மிகச் சமீபத்தில் ஒரு கம்பெனி வைர பேட்டரிகள் எனப் பெயரிட்டு 28000 ஆண்டுகள் வரை அவை வேலை செய்யும் எனவும், இவை அணுக் கழிவுப் பொருட்களில் கதிர் வீச்சினை நீக்கிப் பின்னர் பயன்படுத்தப்படுவதாகவும் அறிவிப்பு செய்துள்ளது.)

மந்திரம் கோடி இயக்குவோன் நான்;

இயங்கு பொருளின் இயல்பெலாம் நான்;

தந்திரம் கோடி சமைத்துளோன் நான்;

சாத்திர வேதங்கள் சாற்றினேன் நான்;

அண்டங்கள் யாவையும் ஆக்கினேன் நான்;

அவை பிழையாமே சுழற்றுவோன் நான்;

கண்ட நற் சக்தி கணமெலாம் நான்;

காரணமாகிக் கதித்துளோன் நான்;

நானெனும் பொய்யை நடத்துவோன் நான்;

ஞானச் சுடர் வானில் செல்லுவோன் நான்.

– பாரதி

_____________