குவாண்டம் கணினியில் பயனாகும் வில்லோ என்ற ‘சிப்பை’ (Chip) அறிமுகம் செய்து கூகுள் வெளியிட்டுள்ள சமீபத்திய அறிக்கை, மிகப் பெரும் வியப்பான செய்தியையும் கொண்டிருக்கிறது.

• வில்லோ மிகவும் வேகமானது. 
• தவறுகள் வெகுவாகக் குறைக்கப்பட்டு, நம்பகத்தன்மை அதிகரிப்பட்டுள்ளது.
• இன்றைய அதி வேக கணினிக்கு 10 செப்டிலியன் (Septillion) ஆண்டுகள் (10க்குப் பிறகு 24 பூஜ்யங்களைச் சேர்த்துக் கொள்ளுங்கள்!) பிடிக்கும் கணக்கீட்டினை, இந்த வில்லோ ஐந்து நிமிடங்களுக்கும் குறைவான நேரத்தில் செய்துவிட்டது. இது நம் உலகின் வயதை விட மிக அதிகம். நம் உலகின் வயது 1.38 *10⁹ பில்லியன் ஆண்டுகள் தான். இயற்பியல் இதுவரை காட்டிய நேரக்கணக்கீடுகளைப் பார்த்து இது கண்சிமிட்டுகிறது.

இவை எல்லாவற்றையும் விட கூகுளின் குவாண்டம் செயற்கை அறிவியலாளரான  ஹார்ட்மட் நெவன் (Hartmut Neven) தனது வலைப்பூவில் எழுதியுள்ளதுதான் அதிகக் கவனத்தைக் கோருவதும், அதிக விவாதங்களுக்கு உட்பட்டதுமான ஒன்று. ‘ஐயோ, இதன் வேகம்! கணக்கீட்டு வேகத்தை, வேறு உலகங்களிலிருந்து இது கடனாகப் பெற்றிருக்கிறது!’ 

‘நாமும், பல்வேறு உலகங்களில் ஒன்றான பூமியில் இருக்கிறோம். டேவிட் டாய்ட்ச் (David Deutsch) முதன் முதலில் சொன்னது போல பல உலகங்கள் இருக்கின்றன. பல இணை உலகங்களில், (Parallel Universes) குவாண்டக் கணக்கீடுகள் நடைபெறுகின்றன என்ற கூற்றிற்கு மதிப்பு இருக்கிறது.’ அறிவியல் புனைவுகளில் இடம் பெறும் இணை உலகங்கள், குவாண்டம் இயற்பியலிலும் சிறந்ததொரு ஆய்வுத் துறைதான் என்று பல அறிவியல் விமர்சகர்கள் ஏற்றுக் கொள்கிறார்கள். ஆனாலும், முக்கியமான கேள்வி ஒன்றையும் அவர்கள் கேட்கிறார்கள் ‘இந்த அளவுகோல், கூகுளே நிர்ணயித்துக் கொண்ட ஒன்று; அது மட்டுமே இணை உலகங்களைப் பற்றிய, அதில் நடை பெறுவதாகச் சொல்லப்படும் கணக்கீடுகளை நிரூபிக்கப் போதுமானதா, என்ன?’ ஆயினும், குவாண்ட இயங்கியல் தொடங்கிய காலம் தொட்டு இணை உலகங்களைப் பற்றிய கருத்துக்கள் உலா வருகின்றன. குவாண்டச் சிக்கல் அல்லது பிணைப்பு பற்றிய இயற்பியல் ஆய்விற்கு நோபல் பரிசு கிடைத்தது. ஒளியையே வெளிவர விடாத கருந்துளையிலும் இந்தக் குவாண்டத் துகளின் இணை இருக்கிறதென்றால், இணை உலகங்களை நம்பலாமல்லவா?

சுருக்கமாக மரபார்ந்த கணினி சிப்களுக்கும், குவாண்டம் சிப்களுக்கும் என்ன வேறுபாடு எனப் பார்க்கலாம்.

மரபுக் கணினி	குவாண்டக் கணினி
கணக்கீடுகள் 0 அல்லது 1 என்று பைனரியாக செய்யப்படுகின்றன.	இதில் 0,1, மற்றும் இடை நிலையில் கணக்கீடுகள் செய்யப்படுகின்றன
சிப்களின் வடிவமைப்பு சிறியதாக இருக்கும்	நுண்ணிய வடிவமைப்பு கொண்டவை. இதன் சிப்கள்
குவாண்டச் சிக்கல் அல்லது பிணைப்பு இதில் சாத்தியமில்லை	குவாண்டச் சிக்கல் இதன் பலம். எத்தனைத் தொலைவில் இருந்தாலும், இணைந்துள்ள இரண்டு அல்லது அதற்கும் மேற்பட்ட துகள்களினிடையில் இருக்கும் பிணைப்பு வசீகரமான ஒன்றாகும்.

நம்பகமான விடைகள் கிடைக்கும்	அதிக அளவில் குபிட் பயன்படுத்தப்படுவதால், தவறுகளுக்கான வாய்ப்புகள் அதிகம்
மிக அதிகத் தரவுகளைக் கையாள்வது கடினம்	மிகச் சிக்கலானவற்றையும் திறம்படக் கையாளும்
இயந்திரக் கற்றல் போன்றவற்றில் இதைப் பயன்படுத்துவது அதிக செலவும், நேரமும் பிடிக்கும் ஒன்று	பலப் பரிமாணங்களுள்ள வரிசைகளை, (Multi-Dimensional Arrays) அவற்றின் அட்டவணை அல்லது குறியீட்டின் (Indices) மூலம் இணைத்து, ‘டென்சர் வலைப்பின்னல் சுருக்கத்தால், (Tensor Network Contraction) இயந்திரக் கற்றலையும், பெரும் தரவுகளைப் பரிசலீப்பதையும் இவைகள் விரைவாகவும், எளிதாகவும் செய்து விடுகின்றன.

குவாண்ட இணைப்பைப் பற்றி மேலே பார்த்தோம். அதை எப்படிப் புரிந்து கொள்வது? பல இலட்சக்கணக்கான மின் அணுக்கள் பெரிய அளவில் இப்படி இணைந்து பல உலோகங்களைப் பிறப்பிக்கின்றன. இவை போஸ் ஒடுக்கத்துடன் (Bose Condensation) இணைகையில், நமக்கு சிறந்த திறனுள்ள கணினி கிடைக்கிறது. மிக அதிக வெப்ப நிலையிலும் தடையற்ற மின் கடத்திகளாக இந்தப் போசான் ஒடுக்கத்துடன் இணைந்த மின் அணுக்கள் செயல்படுவதால், அதி திறன் கணினி கிடைக்கிறது. கருந்துளைகளிலும் இந்தக் குவாண்டப் பிணைப்பு உள்ளது என்பது ஒரு வியத்தகு செய்தி. இந்தப் பிணைப்பை அறிய உதவும் ஒரு மாதிரியை சச்தேவ் -டெ- கிடேவ் (Sachdev-Te- Kitaev) என்று அழைக்கிறார்கள்.

இது சொல்லும் தகவல் என்ன? இணை உலகங்கள் இருப்பதற்கான சாத்தியங்களை ஆராய்வதில்  குவாண்டப் பிணைப்பிற்கு பங்கிருக்கிறது என்பதுதான். எனவேதான், கூகுளின் நெவன், மற்ற உலகங்களைப் பற்றிப் பேசியுள்ளார்.

பல அறிஞர்கள், கூகுளின் வில்லோவைப் பற்றி கருத்து சொல்லியிருக்கிறார்கள். Shtetl-Optimized ஸ்காட் ஆரோன்சன் (Scott Aaronson) என்ன சொல்லியிருக்கிறார் என்று பார்ப்போமா?

வில்லோ 105 குபிட் கொண்டுள்ளது. மிகத் திறமையான ‘சிப்’ எனச் சொல்லலாம், சீரற்ற சுற்று மாதிரியை(Random Ciecuit Sampling) அடிப்படையெனக் கொண்டு, தவறுகள் சரி செய்யப்பட்ட மேற்பரப்பு குறியீடுகள் அமைந்த, பெரிதான. ஆற்றல் மிகுந்த குவாண்டக் கணினியை அமைத்திருக்கிறார்கள். இதைப்பற்றி சுந்தர் பிச்சை கீச்சகத்தில் பதிவிட வியப்பும், மகிழ்ச்சியும் தெரிவித்து எலான் மஸ்க் பதில் அளித்துள்ளார்.

ஆம், வில்லோ பெருமைக்குரியது. இந்தத் துறையின் முன்னேற்றத்தைக் காட்டுகிறது. 2019ல் நடத்திய பரிசோதனையில் கூகுளின் குவாண்ட சிப்கள் உண்டாக்கிய அந்த வியப்பை விட இதில் அதிகம் ஒன்றுமில்லை என்றாலும், அவர்கள் தங்கள் சிப்களில், தொடர்ந்து குபிட்களை இரட்டிப்பாக்கி வந்திருக்கிறார்கள். இதை விடவும் முக்கியமாக, ஒத்திசைவு நேரத்தை நேர் செய்திருக்கிறார்கள். அவர்களின் 2 பிட் குபிட்கள் செல்லும் கதவின் வழிகள், இப்போது மேலும் துல்லியத்தை எட்டியுள்ளது. 2019ல், ~99.5%என இருந்த ஒன்று, ¹ஐஸ்வேப் கதவில் (iSwap gates) 99.85% எனவும், கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ²Z வழியில் 99.7% எனவும் இருப்பது நல்ல முன்னேற்றம். சிறந்த குபிட்கள் அவர்களுக்கு பரிசோதனையிலும், அதை உலகிற்குக் காட்டவும் உதவியிருக்கின்றன. இதற்காக அவர்களைப் பாராட்டுவோம். ஆகஸ்ட்டில் அவர்கள் வெளியிட்ட ‘அச்சிற்கு முன்னதான அறிக்கையில்’ (pre-print) அவர்கள் இந்த தொழில் நுட்பத்தில் முன்னேறியுள்ளதும், இந்த சிப்பின் செயல் திறனும் பேசப்பட்டன, வியக்கப்பட்டன. இப்போது அந்தச் சிப்பிற்கு வில்லோ எனப் பெயரிட்டு, அதன் தொழில் நுட்ப விளக்கங்களைச் சொல்லியிருக்கிறார்கள்.  அவையென்ன விளக்கங்கள்?

சிப்பின் மேற்புறக் குறியீட்டின் அளவை 3×3 லிருந்து 5×5, அப்புறம் 7×7, என அதிகரிக்கையில், தர்க்கக் குறியீடுகள் அடங்கியுள்ள குபிட்ஸ் அதிக நேரம் தாக்குப் பிடித்திருக்கிறது. இது மிக முக்கியமான ஒன்று. சுழல் நிறைந்த நீர் நிலையை கற்பனை செய்யுங்கள்; அதில் சக்தியையும், பொருளையும் பயணப்பட வைப்பதைப் போன்றது, குபிட்டின் ஆயுளை நீடித்து செயல்பட வைப்பது. இது தவறுகளின் எல்லையை உணரும் ஒரு வழி. தவறுகளைக் குறைத்தால் தான், நம்பகமான விடைகளைப் பெறலாம். முப்பது வருடங்களாக விளையாட்டுக் காட்டிய ஒன்றின் சிறு நுனி கிடைத்தது போல இது என்று சொல்லலாம். வில்லோ இந்த விதத்தில் சிறப்பிடம் பெறுகிறது. குவாண்டக் கணக்கீடுகளில், பல்வேறு நிலைகளிலும், கால நேர முன்பின் பயணங்களிலும், குபிட் பயன்பட வேண்டுமெனில் அவற்றின் ஆற்றல் சேமிக்கப்பட வேண்டும், அது நம்பகமாகச் செயல்பட வேண்டும்.

‘பிழை பொறுக்கும் குபிட்’ (Fault-tolerant qubit) என்று எதைச் சொல்வீர்கள் எனக் கேட்டபோது கூகுளின்  செர்ஜியோ போயோ (Sergio Boixo) சொன்னார்: “ஒரு சிறு பிழை ஏற்படுவதற்கு முன்னர், மில்லியன் (~10^-6) பிழை பொறுக்கும் இரு குபிட் கதவுகளை தற்சமயம் அமைப்பதைத்தான் நாங்கள் குறிக்கோளாகக் கொண்டுள்ளோம்.” ஆம், இது தேவையானது. கூகுள் இப்போது செய்துள்ளது குறியீடு கொண்ட ஒற்றைக் குபிட், அதிலும் குறியாக்கச் செயல்பாடுகளை அதில் அது நடத்திப் பார்க்கவில்லை. அதை எப்போது எட்டுவார்கள் என்ற கேள்விக்கு யூகங்களால் தான் பதில் சொல்ல முடியும்- ஒன்று சொல்லலாம்- வாரங்களாகலாம், ஆனால் பத்தாண்டுகள் தேவைப்படாது.

முன்னர் குறிப்பிட்டது போல, கூகுள் தனது வில்லோவை சீரற்ற சுற்றுக் கோட்பாட்டைப் பயன்படுத்தி, 40 அடுக்குகள் உள்ள கதவுகளை அமைத்துள்ளது. இதை, அது குவாண்ட மேன்மை என்று சொல்கிறது. ஜானி க்ரேயின்(Johnnie Gray) உன்னத டென்சர் வலைச் சுருக்கத்தின் அடிப்படையில் அமைந்துள்ள மிகச் சிறந்த வழிமுறையையும்,(Algorithms) ³எக்ஸாஸ்கேல் (exascale) அதிதிறன் கணினியையும் உபயோகப்படுத்திப் பார்த்தாலும், கூகுளின் புது பரிசோதனையின் முடிவினை மரபார்ந்த முறையில் அடைவது காலம் பிடிக்கும் ஒன்று. அது சரி, அதற்கு எவ்வளவு காலமாகும்?

• ஞாபகம், அதாவது கணினியின் நினைவுத் திறன் பிரச்சனை இல்லை என்றால் ~300 மில்லியன் ஆண்டுகள் ஆகுமாம்!
• கணினி நினைவுத் திறன் சறுக்கினால் ~10²⁵ ஆண்டுகள் ஆகுமாம்!

அது சரி, அன்று மனிதன் இருப்பானா அல்லது செயற்கை நுண்ணறிவு உயிரிகள் (!) இருக்குமா?

சிலர் இந்தக் காலக் கணக்கை கேள்வி கேட்டாலும், எச்சரிக்கையுடன் இதை ஸ்காட் ஒத்துக் கொள்கிறார். “மரபான உருவக வழிகள் கண்டுபிடிக்கப்படும்; பரிசோதனைகளும் வேகமாக முன்னேறும்.”

கூகுள் சொல்லும் கணக்கில், ~10²⁵ என்பதில் தான் அதிக எச்சரிக்கை தேவையாகிறது. ஏனெனில், மரபுக் கணினிக்கு இந்தப் பரிசோதனையைச் செய்ய, அத்தனை ஆண்டுகள் பிடிக்குமென்றால், குவாண்டக் கணினியின் முடிவுகளைச் சரிபார்க்க, மரபுக் கணினிக்கு அத்தனை ஆண்டுகள் வேண்டுமல்லவா?  எனவே, ஸ்காட், இவ்விதம் சொல்கிறார்: 

• கூகுள் சொல்லும் இந்த குவாண்ட மேன்மை பெரிதும் மறைமுகமானது; 
• சிறு சிறு சுற்றுக்களின் புற இடுகையை (extrapolation) அடிப்படையாக் கொண்டுள்ளது.
• இதை மரபுக் கணினியால் சரி பார்க்க முடியும்.
• புற இடுகைகளை ஐயுற வேண்டியதில்லை.
• ஆனால், துல்லியமாக, குவாண்ட மேன்மையை சோதித்துப் பார்க்கும் நல் வழி முறை வேண்டும். இன்று நம்மிடம் அது இல்லை.

கூகுள் மட்டுமே இத்தகு குபிட்களை வடிவமைத்துள்ளதா அல்லது வேறு நிறுவனங்களும் இதில் ஈடுபட்டுள்ளதா? ஐ பி எம், (IBM) ‘ஹம்மிங் பேர்ட்’ (Humming Bird)(. ‘ஈகிள்’ (Eagle) என்ற குபிட்களை உருவாக்கி ஏற்கத்தக்க விடையைத் தந்துள்ளது. இன்டெல்லின் (Intel) சிப்பிற்கு ‘ஹார்ஸ் ரிட்ஜ்’ (Horse Ridge) என்று பெயர். போட்டிகள் இத்துறையில் சிறந்ததே

மேலும் ஒரு கேள்வியும் இருக்கிறது. அதிதிறனுள்ளதாகக் கருதப்படும் இந்தக் குபிட்களா,(Qubits) நடு நிலை அணுக்களா(Neutral Atoms), சிக்கிய அயன்களா, (Trapped-ions) ⁵போடொனிக் குபிட்களா  (Photonic qubits) எது இவற்றில் முந்தும்? ஒவ்வொன்றும் முன்னேறித்தான் செல்கின்றன. பின்னர் குறிப்பிட்ட மூன்றுமே தொடக்க நிலையில் இருந்தாலும், சிறப்பாகச் செயல்படும் என்ற நம்பிக்கை எழுந்துள்ளது.. குவாண்ட வேதியியல், இணையப் பாதுகாப்பு ஆகியவற்றில் ‘குவாண்டினிணம்’ (Quantinnum) என்ற நிறுவனம், ⁴‘சிக்கிய அயன்’ கொண்டு குவாண்டச் செயல்பாடுகளைக் காட்டி வருகிறது. குஎரா (QuEra)என்ற நிறுவனம் நடு நிலை அணுக்களைப் பயன்படுத்துகிறது கூகுள் தனது குபிட்டின் ஆயுளை நீடித்துக் காட்டி, இந்தத் துறையில் நலமான போட்டியை உருவாக்கி விட்டது. அதுவும், தர்க்கத்திற்கு உட்பட்ட, பின் தேர்வை ஏற்கத் தேவையற்ற குபிட்டால், அதன் வியக்தகு வேகத்தால், அதிகரிக்கப்பட்டுள்ள குறியீட்டுப் பரப்பால், அது முந்துவதாக நினைக்கலாம்.

கில் கலாய்,(Gil Kalai) சபின் கொஸன்பெல்டர்  (Sabine Hossenfelder) போன்றோர் கூகுளின் இந்த வில்லோவை சற்றுக் கடுமையாக விமர்சித்திருக்கிறார்கள். ஆயினும், 2019லிருந்தே  குவாண்டக் கணினி சிப்கள் பல வளர்ச்சி நிலைகளை எட்டியிருந்தாலும், அவர்கள் பெரும்பாலும் பழைய தரவுகளை மட்டுமே எடுத்துக் கொண்டுள்ளார்கள் எனத் தோன்றுகிறது.

நம் நாடு

இந்தியாவில் ஈரேழு உலகங்கள் இருப்பதாக நம்புகிறோம். இந்த பூமி மட்டுமல்ல, இணை அல்லது வேறு உலகங்களும் உள்ளன என்ற நம்பிக்கை பரவலாக இருக்கிறது. 

மேலேழு: பூ, பூவஸ், ஸ்வர், மஹஸ், ஜனஸ், தபஸ், சத்யா

கீழேழு : அதள, விதள, சுதள, ரசாதள, தலாதள, மஹாதள, பாதாள,

நம் அத்வைதக் கருத்துக்களை, குவாண்ட இயற்பியல் கோட்பாடுகளில் காண முடிகிறது. மெய்யியலும், இயற்பியலும் இணைந்து பயணப்பட்டால், பிரபஞ்ச இரகசியத்தை அறிய முடியலாம்.

இந்திய நால் வேதங்களில் முதலாகச் சொல்லப்பட்ட ரிக் வேதக் கவிதை (10.129) இந்தப் பிரபஞ்சத்தைப் பற்றி ஆழமாகவும், அறிவார்ந்தும் பேசுகிறது.

நாசாதிய சூக்தம் (Na^–sadi^–ya suktha)- na-asat)

பிரபஞ்சத்தின் தோற்றம்
இல்லாமையும் இல்லை, இருப்பும் இல்லை;
விண்வெளியின் சாம்ராஜ்யமோ, அப்பால் இருக்கும் வானமோ அல்ல;
என்ன கலக்கியது? எங்கே? யாருடைய பாதுகாப்பில்?
அப்போது மரணமோ அழியாமையோ இல்லை;
இரவையும் பகலையும் வேறுபடுத்தும் அடையாளம் இல்லை;
அந்த ஒன்று அதன் சொந்த உந்துதலின் மூலம் காற்றற்று சுவாசித்தது;
அதைத் தவிர வேறு எதுவும் இல்லை.
இருள் முதலில் இருந்தது, இருளால் மறைந்திருந்தது;
தனித்துவமான அடையாளங்கள் இல்லாமல், இவை அனைத்தும் தண்ணீராக இருந்தது;
வெற்றிடத்தால் ஆனவை மூடப்பட்டன;
அந்த ஒன்று வெப்ப சக்தியால் உருவானது;
உண்மையில் யாருக்குத் தெரியும்? அதை இங்கே யார் அறிவிப்பார்கள்?
இது எங்கிருந்து தயாரிக்கப்பட்டது? இந்த படைப்பு எங்கிருந்து வந்தது?
இந்த பிரபஞ்சத்தின் உருவாக்கத்துடன் கடவுள்கள் பின்னர் வந்தனர்.
அது எங்கிருந்து உருவானது என்று யாருக்குத் தெரியும்?
கடவுளின் சித்தம் படைத்ததா, அல்லது அவர் ஊமையாக இருந்தாரா?
ஒருவேளை அது தன்னை உருவாக்கியது, அல்லது ஒருவேளை அது இல்லை;
உலகத்தின் உன்னதமான பிரம்மன், அனைத்தையும் வியாபித்துள்ள மற்றும் அனைத்தையும் அறிந்தவன்
அவருக்கு உண்மையில் தெரியும், இல்லை என்றால் யாருக்கும் தெரியாது.’

“மந்திரம் கோடி இயக்குவோன் நான் எனத் தொடங்கும் பாரதி, அண்டங்கள் யாவையும் ஆக்கினேன் நான், அவை பிழையாமே சுழற்றுவேன் நான் என்று தொடர்கிறார்.     காரணமாகிக் கதித்துளோன் நான், நானெனும் பொய்யை நடத்துவோன் நான்; ஞானச் சுடர் வானில் செல்லுவோன் நான்.” 

குறிப்புகள்

¹ ஐஸ்வேப்- இது முக்கியமான இரு வழிப்பாதை. இதில் ‘ஐ’(i) என்பது கற்பனையானக் காரணி. 0,1 என்ற பைனரிகளை இந்த ‘ஐ’, பண்டமாற்று செய்கிறது. இந்தத் தொழில் நுட்பம் ‘டெலிபோர்டேஷன்’ மற்றும் தவறுகளைத் திருத்தும் குறியீடுகள் ஆகியவற்றில் பயனாகிறது.

² Z கதவு என்பது குபிட்களைக் கையாள உதவும் ஒன்று.

³ எக்ஸாஸ்கேல் (Exascale)- அதித்திறன் கணக்கீடு ஒரு நொடியில் 1,000,000,000,000,000,000 கணக்கீடுகளைச் செய்யும் வேகம் கொண்டது

⁴சிக்கியஅயன் என்பது அணுத் துகள்கள். அவை நேர்மறை அல்லது எதிர்மறைத் தன்மையுடன் இருக்கலாம். இது குபிட்டிகளின் இயக்கத்தை வழி நடத்த நமக்கு உதவுகிறது.

⁵ இது ஒளியின் குவாண்டத் தன்மையான, துகள், அலை இரண்டையும் பயன்படுத்தி, அறையின் தட்ப வெப்ப நிலையிலேயே செயல்படும் ஆற்றல் கொண்ட சிப்.

உசாவிகள்:

The Google Willow thing

Google says its new quantum chip indicates that multiple universes exist

ரிக் வேதம், பாரதியார்