அறிவியல் ஆயிரம்

விவரங்கள்

பாண்டி

பிரிவு: தொழில்நுட்பம்

வெளியிடப்பட்டது: 20 ஜனவரி 2020

• பன்னாட்டு நிறுவனங்கள்
• அறிவியல்

பல ஆண்டுகளாக சோதனைக் கூடங்களில் மட்டுமே செய்முறைகளாக நடைபெற்றுக் கொண்டிருந்த Quantum computing தொழில்நுட்பத்தை, இனிமேல் வர்த்தக ரீதியாக ஆரம்பிக்க முன்னேற்பாடுகள் தீவிரமாக நடைபெற்று வருகின்றன. அதற்கான போட்டிகளில் தகவல் தொழில்நுட்ப ஜாம்பவான்களான கூகிள், ஐ.பி.எம், மைக்ரோசாப்ட், மற்றும் அமேசான் போன்ற நிறுவனங்கள் இறங்கியுள்ளன. தற்போதைய Quantum Mechanics-ன் வடிவமைப்பில், யார் அதை உற்பத்தி செய்திருக்கிறார்களோ அவர்களே தங்களது Data center -ல் வைத்துள்ளனர். புதிதாக வரும் வாடிக்கையாளர்கள் அவர்களது Cloud computing மூலம் இதில் இணைந்து அதன் பயன்பாட்டைப் பெற்றுக் கொள்ள முடியும்.

ஆல்பபெட் நிறுவனத்தின் (Alphabet Inc) துணை நிறுவனமான கூகுள், கடந்த அக்டோபரில் 'Quantum Supremacy' என்றழைக்கப்பட்ட தங்களது புதிய Quantum mechanics கணினிகளுக்கான செய்முறை விளக்கத்தை செய்து காண்பித்தார்கள்.

கூகுள் நிறுவனம் எடுத்துக் கொண்ட ஒரு சிக்கலான கணிதச் சமன்பாட்டை 'Quantum Supermacy' தொழில்நுட்பக் கணினி 200 நொடிகளுக்குள் செய்து முடித்துள்ளது.

"இந்த சமன்பாட்டைத் தீர்த்து வைக்க The world's fastest super computer ஆனது 10,000 ஆண்டுகள் வரை எடுக்கும்" என்றது கூகிள் நிறுவனம். இது கூகிளின் பதிமூன்றாண்டு காலப் பயணம். 2006 ஆம் ஆண்டு கூகுளின் விஞ்ஞானி Hartmut Neven அவர்களால் தொடங்கப்பட்ட Quantum computing அதன் இறுதிக் கட்டத்தை இப்போது தான் அடைந்திருக்கிறது.

இந்த சோதனை வெற்றியைப் பகிர்ந்து கொண்ட ஆல்பபெட் தலைமை நிர்வாகி சுந்தர் பிச்சை, நோபெல் பரிசு பெற்ற இயற்பியலாளர் Richard Feynman கூறியதை நினைவுப் படுத்தினார். "If you think you understand quantum mechanics, you don't understand quantum mechanics."

மேலும் அவர், "விஞ்ஞானம் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தில் பணிபுரிபவர்களுக்கு இது “ஹலோ வேர்ல்ட்” ("Hello World") தருணம். Quantum computing -ல் ஒரு யதார்த்தமான தேடலில் அர்த்தமுள்ள மைல்கல். ஆனால் இன்றைய ஆய்வக சோதனைகள் மற்றும் நாளைய நடைமுறைப் பயன்பாடுகளுக்கு இடையில் நாம் நீண்ட தூரம் செல்ல வேண்டியிருக்கிறது" என்றார்.

1980 ஆம் காலகட்டத்தில் அமெரிக்க இயற்பியலாளர் 'Richard Feynman' கூறியது என்னவென்றால், "எதிர்காலத்தில் Quantum computing மூலம் சிக்கலான வேதியியல் மற்றும் இயற்பியல் ஆராய்ச்சி சமன்பாடுகளைத் தீர்த்து வைக்க முடியும்." இவர் 1965 ஆம் ஆண்டு Quantum electrodynamics மேம்படுத்துதல் இயற்பியலுக்கான நோபெல் பரிசு பெற்றவர் என்பது குறிப்பிடத் தக்கது.

ஆனால், கூகுளின் இந்த செய்முறை விளக்கத்தை ஐ.பி.எம் நிறுவனம் ஏற்றுக் கொள்ள மறுத்தது. "சாதாரண நடைமுறையில் உள்ள கணினியில் அந்த கணித சமன்பாடுகளை செய்ய 2 1/2 நாட்கள் தான் எடுக்கும்" என்றார்கள் ஐ.பி.எம் ஆராய்ச்சியாளர்கள்.

அடிப்படையில் Quantum Physics என்ற இயற்பியல் தொழில்நுட்பமானது புழக்கத்தில் இருக்கும் கம்யூட்டர்களில் தகவல்களை சேமிக்கப் பயன்படுத்தும் டிரான்சிஸ்டர்கள் போல இல்லாமல், சிறிய சிறிய அணுக்கள் (Nucleus of a single atom) அளவில் உள்ள சாதனங்களைப் பயன்படுத்தி கணக்குகள் செய்யவும் மற்றும் அதன் வேகத் திறனை மேம்படுத்தவும் முடியும்.

இது சாதாரண கணினியில் செய்து முடிக்கும் கணித சமன்பாடுகளின் நேரத்தை விட அதிக வேகத்தில் தீர்த்து வைக்கும் திறன் கொண்டதாகவும் இருக்கும்.

நாம் பயன்படுத்தும் சாதாரண கணினியில் கணக்கீடுகள் அணைத்தும் bits-கள் மூலமாக நடைபெறுகிறது, நாம் கொடுக்கும் தகவல்கள் அனைத்தும் ஜீரோ (0) மற்றும் ஒன்று (1) என்ற Binary numeral system ஆக இருக்கும். ஆனால், Quantum Mechanics-ன் வடிவமைப்பு முற்றிலும் வேறுப்பட்டது, binary மற்றும் Quantumbits சுருக்கமாக qubits-கள் மூலமாக கணக்கீடுகள், தகவல் சேமிப்பு நடைபெறும்.

உதாரணமாக, ஒரு ஜோடி bits-கள் ஆனது 00, 01, 10, 11 இந்த நான்கு ஸ்டேட்களின் சேர்க்கையை (Combination of four) ஒரு நேரத்தில் ஏதாவது ஒன்றை மட்டும் சேமிக்கும். ஆனால், ஒரு ஜோடி qubits -கள் அந்த நான்கு ஸ்டேட்களின் சேர்க்கையை ஒரே நேரத்தில் சேமிக்க முடியும். ஒவ்வொரு qubitsம் ஒரே நேரத்தில் 0 மற்றும் 1 ஆகவும் பிரதிபலிக்கும். மேலும் அதில் இன்னும் அதிகமான qubits -களை சேர்க்கும் போது கணினியின் வேகம் பல மடங்கு அதிகரிக்கும். மூன்று qubits -ல் 8 ஸ்டேட் சேர்க்கையும், நான்கு qubits -ல் 16 ஸ்டேட் சேர்க்கையும் சேமிக்க முடியும்.

கூகுளின் Sycamore Processor -ல் 53 qubits -களோடு 253 ஸ்டேட் சேர்க்கைகள் கொண்டு, தோராயமாக 10,000,000,000,000,000 (10 quadrillion-கள் தகவல்களைச் சேமிக்க முடியும். அதோடு அதன் இயக்க வேகமும் அதிகரிக்கும். Quantum Mechanics நாம் நினைப்பது போல எல்லா தகவல் சேமிப்பு (Data centers) இடங்களிலும் வைக்க முடியாது, ஏனென்றால் அது அதிகமாக வெப்பத்தை உமிழும் அமைப்பைக் கொண்டது. அதற்கென சிறப்பாக குளிரூட்டப்பட்ட இடங்களில் தான் வைக்க முடியும். சாதாரண data centers-களில் இருக்கும் தட்பவெப்ப நிலையை விட 200 மடங்கு அதிக குளிரூட்டப்பட்ட இடமாக இருக்க வேண்டும்.

'Quantum Physics' ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீனின் "spooky action at a distance" என்ற கோட்பாடுடன் தொடர்புடையது. அதாவது, ஒரு நிலையில் உள்ள துகள்களின் நிலையை அளவிடுவது துகள்களுக்கு இடையிலான தூரத்தைப் பொருட்படுத்தாமல் மற்றொரு துகளின் நிலையை அறிய அனுமதிக்கும். https://www.nature.com/articles/s41586-019-1666-5

இதுவரை கூகுள் நிறுவனம் அதன் ஆராய்ச்சிக் கூடத்தில் தான் செய்முறை செய்துள்ளது. அதை விரைவில் சாதாரண கணினியில் செய்து காட்டி சந்தையில் வெளியிட ஆயத்தமாக இருக்கிறது.

"Quantum computing - இதன் பயன்பாடு எப்படி இருக்கும் என்றால், அதி விரைவு தகவல்கள் சேமிப்பு நிலையங்களாகவும், நவீன மின்சார வாகனங்கள், விமானங்கள் உற்பத்தியில் புதிய உலோகங்கள் கொண்டு பேட்டரி வடிவமைப்பு செய்யவும் உதவும். பயனுள்ள மருந்துகள் உற்பத்தி செய்யத் தேவையான கணக்கீட்டு முறைகளை Quantum computing எளிமையாக்கி விஞ்ஞானிகளுக்கு உதவும்" என்கிறது கூகிள் நிறுவனம்.

தகவல் தொழில்நுட்பத் துறையின் மற்றொரு ஜாம்பவானான ஐ.பி.எம் நிறுவனம் கடந்த ஜனவரி மாதம் வெளியிட்ட 'Q-Systems One Quantum device' இந்த வடிவமைப்பு, 20 qubits-களைக் கொண்டது. அது அரை அங்குலம் அளவு கொண்ட காற்றழுத்த கண்ணாடி வடிவமைப்பு கொண்டதாக இருக்கும். "இனி வரும் காலகட்டத்தில் தொடர்ந்து Quantum தொழில்நுட்பத்தில் எதிர்கால கணினிகள் சந்தையை ஆக்கிரமிப்பு செய்யும்" என்றார் ஐ.பி.எம் ஆராய்ச்சி தலைமை நிர்வாகி Dario Gil.

கடந்த டிசம்பரில் அவர்கள் வெளியிட்ட அறிவிப்பு என்னவென்றால் "எங்களுடைய எதிர்கால கனவுத் திட்டம் இது. ஆனால், இந்தப் புதிய தொழில்நுட்பம் முழுமையாக சந்தைக்கு வர இன்னும் நாட்கள் எடுக்கும்" என்றார்கள். எனினும் தற்போது சில பெரிய தனியார் நிறுவனங்களின் (Datas) தகவல்கள், Cloud computing மூலம் ஐ.பி.எம்-ன் Q- System's வடிவமைப்பில் இணைத்திருக்கிறார்கள். 2016 ஆம் ஆண்டில் இருந்து சோதனை முறையில் ஒரு சில வாடிக்கையாளர்கள் இணைந்தனர், அது இப்போது 100 ஆக உயர்ந்துள்ளது என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. (https://newsroom.ibm.com/2020-01-08-IBM-Working-with-Over-100-Organizations-to-Advance-Practical-Quantum-Computing-Signs-New-Collaborations-with-Anthem-Delta-Airlines-Goldman-Sachs-Wells-Fargo-Woodside-Energy-Los-alamos-National-Laboratory-Stanford-University-Georgia-Tech-and-Sta)

2016ல் மைக்ரோசாப்ட் நிறுவனமும் இதே துறையில் அதிக முதலீட்டில் ஆராய்ச்சியை மேற்கொண்டது. ஆனால் அது இன்னும் முழுமையான வடிவமைப்பைப் பெறவில்லை. "மைக்ரோசாப்டின் 'Azure cloud computing' மூலம் வாடிக்கையாளர்கள் அவர்களது early stage quantum computing இணைந்து கொள்ளலாம்" என்றார்கள்.

"காலநிலை மாற்றம் மற்றம் உணவுப் பாதுகாப்பு போன்ற சர்வதேச சிக்கல்களைத் தீர்க்க இந்தத் தொழில்நுட்பம் பயன்படும்" என்றார் மைக்ரோசாப்ட் தலைமை நிர்வாகி நாடெல்லா. (https://www.wsj.com/articles/microsoft-aims-quantum-computing-effort-at-developers-11573077452)

அமேசான் நிறுவனமும் இதில் அதிக முதலீடு செய்வோம் என்கிறார்கள். 'Cloud computing' வணிகத்தில் அமேசான் நிறுவனம் மற்ற ஜாம்பவான்களை விட முன்னணியில் நிற்கிறது. 'Amazon Bracket' சுருக்கமாக 'bra-ket' என்ற Quantum Computing-ஐ நடத்தும் அமேசானின் Amazon Web services Inc, "வாடிக்கையாளர்கள் தங்களது நிறுவனத்தின் இந்த சேவையைப் பயன்படுத்தி இந்தத் தொழில் நுட்பம் எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை சோதனை முறையில் தெரிந்து கொள்ளலாம்" என்கிறார்கள். இந்த நிறுவனம் Quantum computing-ல் Super conducting Processor-களை உருவாக்கும் D-Wave Systems Inc, IonQ Inc, நிறுவனங்களோடு கைகோர்த்து உள்ளனர் என்பது குறிப்பிடத் தக்கது. (https://www.wsj.com/articles/amazon-rolls-out-quantum-computing-service-11575314729)

Sources:https://www.npr.org/2019/10/23/772710977/google-claims-to-achieve-quantum-supremacy-ibm-pushes-back

- பாண்டி

விவரங்கள்

பவித்ரா பாலகணேஷ்

பிரிவு: தொழில்நுட்பம்

வெளியிடப்பட்டது: 02 டிசம்பர் 2019

• பகுத்தறிவு
• அறிவியல்

ஒரு நாட்டில் 15 வயதிற்கு மேல் உள்ளவர்களில் எத்தனை பேர் எழுத, படிக்கத் தெரிந்தவர்கள் என்ற அடிப்படையில் எழுத்தறிவு சதவீதம் கணக்கிடப்பட்டு வருகிறது.

1900 ஆம் ஆண்டில் 5 சதவீதம் பேர் மட்டுமே இந்தியாவில் எழுத்தறிவு பெற்றிருந்தனர். 2011 ஆம் ஆண்டில் இது 74 சதவீதமாக உயர்ந்தது. தற்போது இன்னும் கூடியிருக்கக் கூடும்.

இத்தகைய 75 சதவீதம் படித்தவர்களைக் கொண்ட இந்நாட்டில் நாளுக்கு நாள் மூடநம்பிக்கை எனப்படும் தவறான நம்பிக்கையும் வளர்ந்து கொண்டே தான் இருக்கிறது.

மதப் பிரச்சாரம் செய்வதற்கு லட்சக்கணக்கானோர் தயாராக இருக்கும் இந்நாட்டில் அறிவியல் பரப்புரை அல்லது பிரச்சாரம் செய்ய படித்தவர்களில் 1 சதவீதம் அறிவுஜீவிகள் கூட முன்வராத நிலைதான் உள்ளது.

பிரச்சனைகளும் பிரச்சாரங்களும் இல்லாவிட்டால் மதம் என்றோ இல்லாமல் போயிருக்கும்.

ஆனால் அறிவியல் என்பது அழிவில்லாதது.

ஆற்றலை ஆக்கவோ அழிக்கவோ முடியாது. ஒருவகை ஆற்றலை மற்றொரு வகை ஆற்றலாக மாற்றலாம் என்பதே அறிவியல் கோட்பாடு.

அறிவியல் என்பது தவறான மூடநம்பிக்கைகளால் கட்டுண்டு கிடக்கும் நமது உள்ளத்தையும் உணர்வுகளையும் விடுவிக்கும் ஆற்றல் மிக்க ஒளி போன்றது.

சிறிது அறிவியல் ஒளி பற்றி பார்ப்போம். அறிவியலின் ஒளி மக்களுக்கு பல பயன்களை தந்து கொண்டிருக்கும் ஒன்று.

ஒளி என்றால் என்ன?

ஒளி என்பது ஆற்றலின் ஒரு வகை வடிவம். அறிவியல் ஒளியானது நம் உள்ளத்திலும் இயற்கையிலும் பல புதிய கண்டுபிடிப்புகளை உருவாக்கும் தன்மையது.

போட்டான் எனப்படும் சக்தி வாய்ந்த ஒளித்துகள்களின் கற்றையே ஒளி ஆகும்.

ஒளிமின் விளைவு என்பது அறிவியலின் மிக முக்கிய கண்டு பிடிப்பாகும்.

இந்த ஒளிமின் விளைவு என்ற கண்டுபிடிப்பினால் நமக்கெல்லாம் கிடைத்த பயன் என்ன?

நாம் பார்க்கும் திரைப்படத்தின் தொழில்நுட்பத்திற்கு அடிப்படை ஒளிமின் விளைவு.

ஒரு உலோகப் பரப்பின் மீது ஒளி விழும்போது மின்னணுக்கள் தூண்டப்பட்டு உலோகத்தில் கட்டுண்டு கிடக்கும் எலக்ட்ரான்கள் ஆற்றலுடன் வெளியேற்றப்படுகின்றன. இதற்குப் பெயர்தான் ஒளிமின் விளைவு.

இந்த விளைவை அடிப்படையாகக் கொண்டு ஒளிமின்கலம் என்ற பயன்பாட்டுப் பொருள் உருவாக்கப்பட்டது. இந்த மின்கலம் ஒளி ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மாற்றுகின்றது.

ஒளிமின்கலமானது ஃபிலிமில் பதிவான ஒளியை, அதாவது ஒளி வடிவில் சேமிக்கப்பட்டிருக்கும் சுவையான பாடல், இசை மற்றும் வசனங்களை வெளிக்கொண்டு வந்து நமக்கு திரை விருந்தளிக்கிறது. தற்போதைய தொழில்நுட்பத்தில் டேட்டா எனப்படும் தரவுகளாக சேமிக்கப்படுகிறது.

இப்படி எத்தனையோ அறிவியலின் பயன்பாடுகளை நாம் நம் அன்றாட வாழ்வில் அனுபவித்துக் கொண்டிருக்கிறோம்.

நம் குழந்தைகளுக்கு அறிவியல் கற்றுக் கொடுத்து அறிவியலின் நன்மைகளை உணர வைத்து அறிவியல் பூர்வமாக அவர்களே சிந்தித்து செயல்பட விடவேண்டும்.

அதை விடுத்து நாம் குழந்தையாக இருந்தபோது நம் மீது திணிக்கப்பட்ட அறிவியல் பூர்வமற்ற பழக்க வழக்கங்களை நமது குழந்தைகளின் மீது திணிக்காமல் வாழப் பழக வேண்டும்.

அவர்களை அறிவியல் பூர்வமாய் சிந்திக்க பழக்க வேண்டும். அறிவியல் பூர்வமான கல்வி நம் சந்ததியினர் உரிமை என்பதை அனைத்து இந்திய மக்களும் உணர்ந்தாக வேண்டிய காலமிது.

அறிவியல் ஆயிரமாயிரம் பலன் தரக் கூடியது. சூரிய ஆற்றலை மின்னாற்றலாக மாற்றும் சோலார் பேனல்கள் எனப்படும் சூரிய கலங்களில் ஒளிமின் விளைவு பயன்படுகிறது.

விண்வெளி ஓடம் எனப்படும் விண்வெளியில் பறந்து செல்லும் வாகனமானது விண்வெளி வீரர்களை விண்வெளிக்குக் கொண்டு செல்லவும், மீள திரும்பவும் பயன்படுகிறது. அட்லாண்டிஸ், டிஸ்கவரி போன்ற விண்வெளி ஓடங்களின் வடிவமைப்பு தொழில்நுட்பத்தில் ஒளிமின் விளைவு முக்கிய பங்காற்றுகிறது.

அமெரிக்கா, ரஷ்யா, சீனாவைத் தொடர்ந்து இந்தியாவும் நிலவுக்கு மனிதர்களை சுமந்து செல்லும் விண்வெளி ஓடம் (space ship) தயாரிப்பில் ஈடுபட்டு வருவதாக தகவல் உள்ளது.

மேற்கண்ட முக்கிய பயன்பாட்டின் கண்டுபிடிப்பாளர் ஸ்விட்சர்லாந்தில் புதிய கண்டுபிடிப்புகளை பதிவு செய்யும் நிறுவனத்தில் காப்புரிமை பதிவு எழுத்தராகப் பணியாற்றியவர். அறிவியல் சிந்தனைகள் சாதாரண எழுத்தரை உலகம் போற்றும் விஞ்ஞானியாக மாற்றியது. ஆம் அந்த எழுத்தர் வேறு யாருமல்ல ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன் தான். 1905 ஆம் ஆண்டில் ஸ்விட்சர்லாந்தில் காப்புரிமை எழுத்தராகப் பணிபுரிந்த காலத்தில் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன் ஒளிமின் விளைவைப் பற்றி இவ்வுலகிற்கு விளக்கினார். 16 வருடங்கள் கழித்து 1921 ஆம் ஆண்டில் நோபல் பரிசு பெற்றார்.

அறிவியலின் ஆற்றல் அபாரமானது. அனைத்து மக்களுக்கும் பொதுவானது. கால தாமதமானாலும் இந்திய மக்களின் மனதை கலங்கடிக்கும் தவறான நம்பிக்கைகளை விரட்டியடிக்கும் ஆற்றல் அறிவியலுக்கு உண்டு.

நாம் முக்கிய முடிவுகள் எல்லாவற்றையும் முழுமையாக சோதித்து அறிவியல் பார்வையில் அறிய முயல வேண்டும்.

சமூக ரீதியாக, அரசியல் ரீதியாக, பொருளாதார ரீதியாக, பண்பாட்டு ரீதியாக எவையெல்லாம் தனிமனிதனுக்கும், நமது மக்களுக்கும் முட்டுக்கட்டையாக இருந்து, முன்னேற்றத்தைத் தடுக்கிறதோ அவற்றையெல்லாம் நாம் கடந்து வர அறிவியல் பழகுவோம். அறியாத மக்களுக்கும் அறிவியலின் பயனைக் கொண்டு சேர்ப்போம்.

(வாசிப்பை அறிவியல் பூர்வமாக நேசிக்க வைத்த மார்க்சிஸ்ட் கம்யூனிஸ்டு கட்சியின் திருச்செந்தூர் ஒன்றிய குழுவிற்கு நன்றி)

- பவித்ரா பாலகணேஷ்