குவாண்டம் மெஷின் லேர்னிங்: எதிர்காலத்தின் AI தொழில்நுட்பம்!

 

குவாண்டம் மெஷின் லேர்னிங் (Quantum Machine Learning). இது மெஷின் லேர்னிங் மற்றும் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் (Quantum Computing) ஆகிய இரண்டு துறைகளையும் இணைக்கும் ஒரு புரட்சிகரமான தொழில்நுட்பம்.

குவாண்டம் மெஷின் லேர்னிங் என்றால் என்ன? (Quantum Machine Learning endral enna?)

பொதுவாக, மெஷின் லேர்னிங் (Machine Learning) என்பது கம்ப்யூட்டர்களுக்கு தரவுகளைக் கொண்டு தானாகவே கற்றுக்கொள்ளும் திறனைக் கொடுக்கும் ஒரு தொழில்நுட்பம். ஆனால், குவாண்டம் மெஷின் லேர்னிங் என்பது குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர்களின் (Quantum Computers) தனித்துவமான பண்புகளான சூப்பர்பொசிஷன் (Superposition) மற்றும் என்டாங்கிள்மென்ட் (Entanglement) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி மெஷின் லேர்னிங் பணிகளை மேம்படுத்தும் ஒரு புதிய அணுகுமுறை.

குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர்களின் சிறப்பு (Quantum Computers-in Sirappu)

கிளாசிக்கல் கம்ப்யூட்டர்கள் (Classical Computers) பிட்ஸ் (Bits) எனப்படும் 0 அல்லது 1 ஐ மட்டுமே பயன்படுத்தும். ஆனால், குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர்கள் க்யூபிட்ஸ் (Qubits) எனப்படும் 0 மற்றும் 1 இரண்டையும் ஒரே நேரத்தில் பயன்படுத்தும். இது கம்ப்யூட்டர்களுக்கு அதிக தகவல்களை ஒரே நேரத்தில் செயலாக்க உதவுகிறது.

குவாண்டம் மெஷின் லேர்னிங்கின் நன்மைகள் (Quantum Machine Learning-in Nanmaigal)

• வேகமான செயலாக்கம் (Faster Processing): சிக்கலான கணக்கீடுகளை கிளாசிக்கல் கம்ப்யூட்டர்களை விட வேகமாகச் செய்ய முடியும்.
• சிக்கலான பிரச்சனைகளுக்கு தீர்வு (Solution to Complex Problems): மருந்து கண்டுபிடிப்பு, நிதி மாதிரியாக்கம் (Financial Modeling), பட அங்கீகாரம் (Image Recognition) போன்ற சிக்கலான பிரச்சனைகளுக்குத் தீர்வு காண முடியும்.
• பெரிய தரவுகளை கையாளும் திறன் (Ability to Handle Large Datasets): பெரிய தரவுகளை எளிதாக பகுப்பாய்வு செய்ய முடியும்.

குவாண்டம் மெஷின் லேர்னிங்கின் சவால்கள் (Quantum Machine Learning-in Savalgal)

• குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர்களின் வளர்ச்சி (Development of Quantum Computers): குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர்கள் இன்னும் ஆரம்ப கட்டத்தில் உள்ளன.
• சிக்கலான அல்காரிதம்கள் (Complex Algorithms): குவாண்டம் மெஷின் லேர்னிங் அல்காரிதம்களை உருவாக்குவது மிகவும் கடினம்.
• செலவு (Cost): குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர்களை உருவாக்குவது மற்றும் பராமரிப்பது மிகவும் செலவு அதிகம்.

எதிர்காலம் (Future)

குவாண்டம் மெஷின் லேர்னிங் எதிர்காலத்தில் செயற்கை நுண்ணறிவில் (Artificial Intelligence) ஒரு பெரிய மாற்றத்தை ஏற்படுத்தும் என்று நம்பப்படுகிறது. இது இதுவரை தீர்க்க முடியாத பல பிரச்சனைகளுக்கு தீர்வு காண உதவும்.

க்வாண்டம் போட்டியில் Amazon வெல்லுமா? Ocelot எனும் க்வாண்டம் சிப் அறிமுகம்

 

தொழில்நுட்ப உலகில், குறிப்பாக குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் துறையில், அமேசான் வெப் சர்வீசஸ் (AWS) ஒரு பெரிய அறிவிப்பை வெளியிட்டுள்ளது. அவர்கள் 'ஓசிலாட்' (Ocelot) என்ற புதிய குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் சிப்பை அறிமுகப்படுத்தியுள்ளனர். இது குவாண்டம் பிழைக் திருத்தத்தை (quantum error correction) 90% வரை குறைக்கும் என்று கூறப்படுகிறது. இந்த அறிவிப்பு 'Quantum Computing Race' இல் ஒரு முக்கியமான மைல்கல்.

'கேட் க்யூபிட்' தொழில்நுட்பம் (Cat Qubit Technology):

இந்த சிப்பின் முக்கிய அம்சம் என்னவென்றால், அது 'கேட் க்யூபிட்' (Cat Qubit) தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துகிறது. இந்த தொழில்நுட்பம் சில வகையான பிழைகளை (errors) இயற்கையாகவே அடக்குகிறது. இதனால், குவாண்டம் பிழைக் திருத்தத்திற்குத் தேவையான வளங்கள் குறைகின்றன. வழக்கமான 'Qubits' ஐ விட, 'Cat Qubits' சுற்றுச்சூழலில் இருந்து வரும் 'Noise' ஐ மிகவும் திறமையாக குறைக்கிறது. இந்த 'கேட் க்யூபிட்' தொழில்நுட்பத்தையும், கூடுதல் குவாண்டம் பிழைக் திருத்த கூறுகளையும் ஒரு மைக்ரோசிப்பில் இணைத்து, அதை பெரிய அளவில் உற்பத்தி செய்ய முடியும் என்பதுதான் AWS ஆராய்ச்சியாளர்களின் சாதனை. இது 'Scalability' க்கு வழிவகுக்கும்.

குவாண்டம் பிட் (Quantum Bit - Qubit) என்றால் என்ன?

வழக்கமான கம்ப்யூட்டர்களில், தகவல்கள் பிட்களாக (bits) சேமிக்கப்படுகின்றன. ஒரு பிட் 0 ஆகவோ அல்லது 1 ஆகவோ இருக்கும். ஆனால், குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர்களில், தகவல்கள் க்யூபிட்களாக (qubits) சேமிக்கப்படுகின்றன. ஒரு க்யூபிட் 0 ஆகவோ, 1 ஆகவோ அல்லது இரண்டின் சூப்பர் பொசிஷனாகவோ (superposition) இருக்கும். அதாவது, ஒரே நேரத்தில் 0 மற்றும் 1 ஆகவும் இருக்கலாம். இதுதான் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கின் அடிப்படை. மேலும், குவாண்டம் என்டாங்கிள்மென்ட் (quantum entanglement) என்ற பண்பின் மூலம், க்யூபிட்கள் ஒன்றோடு ஒன்று பின்னிப் பிணைந்து, தூரத்தில் இருந்தாலும் உடனடியாக தொடர்புகொள்ளும்.

பிழைக் குறைப்பு முக்கியம் (Error Correction is Crucial):

குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கில் பிழைக் குறைப்பு என்பது மிகவும் முக்கியமான ஒரு விஷயம். ஏனென்றால், குவாண்டம் பிழைகள் (quantum errors) கணக்கீடுகளைத் தவறாக மாற்றும். 'Ocelot' சிப் இந்த பிழைகளை குறைப்பதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. 'Cat Qubits' மற்றும் மேம்பட்ட 'Error Correction Algorithms' மூலம், இந்த சிப் 'Fault-Tolerant Quantum Computing' ஐ நோக்கி ஒரு பெரிய படியை எடுத்து வைத்துள்ளது.

போட்டியின் தீவிரம் (Intense Competition):

அமேசானின் இந்த அறிவிப்பு, மைக்ரோசாஃப்ட் மற்றும் கூகிள் போன்ற நிறுவனங்கள் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் துறையில் போட்டி போடும் நேரத்தில் வந்துள்ளது. சமீபத்தில் மைக்ரோசாஃப்ட் 'மேஜோரானா 1' (Majorana 1) என்ற சிப்பை அறிமுகப்படுத்தியது, கூகிள் 'வில்லோ' (Willow) சிப்பை அறிமுகப்படுத்தியது. ஒவ்வொரு நிறுவனமும் 'Quantum Supremacy' யை அடைய முயற்சிக்கின்றன.

எதிர்காலம் (Future Outlook):

AWS இந்த புதிய தொழில்நுட்பம், நடைமுறை குவாண்டம் கம்ப்யூட்டரை உருவாக்குவதற்கான காலக்கெடுவை ஐந்து ஆண்டுகள் வரை குறைக்கும் என்று நம்புகிறது. இது குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் துறையில் ஒரு பெரிய முன்னேற்றம். 'Quantum Algorithms', 'Quantum Machine Learning' மற்றும் 'Quantum Simulations' போன்ற துறைகளில் இது பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும்.

குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கில் ஒரு திருப்புமுனை: மைக்ரோசாஃப்டின் டோபோலாஜிக்கல் க்யூபிட்ஸ்!

 

மைக்ரோசாஃப்ட் நிறுவனம், கடந்த 20 ஆண்டுகளாக குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர்களை உருவாக்கும் முயற்சியில் ஈடுபட்டு வருகிறது. தற்போது, டோபோலாஜிக்கல் குவாண்டம் பிட்ஸ் எனப்படும் ஒரு புதிய அணுகுமுறையின் மூலம், குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர்களின் ஸ்திரத்தன்மையை மேம்படுத்தவும், அளவிடுதலை எளிதாக்கவும் ஒரு பெரிய முன்னேற்றத்தை அடைந்துள்ளது.

குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர்களின் முக்கியத்துவம்:

குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர்கள், சிக்கலான பொருட்களை உருவகப்படுத்தவும், புதிய பொருட்களைக் கண்டறியவும், இன்னும் பல சாத்தியமான பயன்பாடுகளைக் கொண்ட ஒரு புரட்சிகரமான தொழில்நுட்பமாகும். ஆனால், தற்போதைய குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் தொழில்நுட்பங்கள் மிகவும் உணர்திறன் கொண்டவையாக இருப்பதால், கணக்கீடுகளைச் செய்ய போதுமான பெரிய மற்றும் நிலையான அமைப்புகளை உருவாக்குவது கடினமாக உள்ளது. கூகிள் மற்றும் ஐபிஎம் போன்ற நிறுவனங்கள் சூப்பர் கண்டக்டிங் க்யூபிட்ஸ் என்ற முறையைப் பயன்படுத்தி குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர்களை உருவாக்க முயல்கின்றன. ஆனால், இந்த முறையின் மூலம் உருவாக்கப்படும் அமைப்புகளுக்கு அதிகப்படியான க்யூபிட்கள் தேவைப்படுகின்றன.

மைக்ரோசாஃப்டின் புதிய அணுகுமுறை:

மைக்ரோசாஃப்ட் நிறுவனம், மிகவும் நிலையான கூறுகளைப் பயன்படுத்தி, கூடுதல் க்யூபிட்களின் தேவையை குறைக்கக்கூடிய ஒரு மாற்றீட்டை உருவாக்கி வருகிறது. இந்த கூறுகள், மஜோரானா குவாசிபார்டிகிள்ஸ் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இவை உண்மையான துகள்கள் அல்ல, மாறாக சில இயற்பியல் அமைப்புகளுக்குள் குறிப்பிட்ட நிபந்தனைகளின் கீழ் எழக்கூடிய சிறப்பு நடத்தை வடிவங்கள்.

சவால்களும், முன்னேற்றமும்:

இந்த முயற்சியில் சில பின்னடைவுகள் ஏற்பட்டாலும், மைக்ரோசாஃப்ட் குழு இப்போது சில ஆயிரம் க்யூபிட்களைக் கொண்ட ஒரு பிழை-சகிப்புத்திறன் கொண்ட குவாண்டம் கம்ப்யூட்டரை இன்னும் சில ஆண்டுகளில் உருவாக்க முடியும் என்றும், ஒரு மில்லியன் க்யூபிட்களைக் கொண்ட சிப்களை உருவாக்குவதற்கான ஒரு வரைவுத் திட்டம் அவர்களிடம் இருப்பதாகவும் கூறுகிறது. இந்த அளவு க்யூபிட்கள் தான், குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர்களின் உண்மையான சக்தியை வெளிப்படுத்த உதவும்.

சமீபத்தில், நேச்சர் என்ற அறிவியல் இதழில் வெளியான ஒரு ஆய்வின் அடிப்படையில், மைக்ரோசாஃப்ட் நிறுவனம் ஒரு டோபோலாஜிக்கல் க்யூபிட்டை சோதித்து, எட்டு க்யூபிட்களைக் கொண்ட ஒரு சிப்பை உருவாக்கியுள்ளது.

டோபோலாஜிக்கல் க்யூபிட்களின் சிறப்பு:

குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர்களின் முதல் படி, க்யூபிட்களை உருவாக்குவதுதான். க்யூபிட்கள், பாரம்பரிய கம்ப்யூட்டர்களில் உள்ள பிட்களைப் போல 0 அல்லது 1 ஆக மட்டுமல்லாமல், இரண்டின் கலவையாகவும் இருக்க முடியும். இந்த நிலையை பராமரிப்பது மிகவும் கடினமான பணி. டோபோலாஜிக்கல் க்யூபிட்கள், கணித திருப்பங்கள் மூலம் கட்டியமைக்கப்படுகின்றன. மேலும், அவற்றின் இயற்பியலிலேயே பிழைகளிலிருந்து பாதுகாப்பு உள்ளதால், அவை மிகவும் நிலையானவை.

மஜோரானா ஃபெர்மியான்:

மைக்ரோசாஃப்ட் நிறுவனம், மஜோரானா ஃபெர்மியான் எனப்படும் ஒரு புதிய துகள் நிலையை உருவாக்க முயல்கிறது. மஜோரானா, தனது சொந்த ஆன்டிபார்டிகிளாக இருக்கும் ஒரு துகள். அதாவது, இரண்டு மஜோரானாக்கள் ஒன்றை ஒன்று சந்திக்கும்போது அழிந்துவிடும். சரியான நிபந்தனைகள் மற்றும் இயற்பியல் அமைப்பில், மஜோரானா ஃபெர்மியானின் நடத்தைக்கு ஏற்றவாறு பொருட்களைப் பெற முடியும் என்று நிறுவனம் நம்புகிறது.

நானோவைர்கள்:

மைக்ரோசாஃப்ட் நிறுவனம், இண்டியம் ஆர்சினைடு என்ற குறைக்கடத்தியால் செய்யப்பட்ட மிக மெல்லிய கம்பி அல்லது "நானோவைரை" உருவாக்கி, அலுமினியத்துடன் நெருக்கமாக வைக்கிறது. இது கிட்டத்தட்ட பூஜ்ஜிய வெப்பநிலையில் ஒரு சூப்பர் கண்டக்டராக மாறும். மேலும், நானோவைரில் சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டியை உருவாக்க பயன்படுகிறது.

பொதுவாக, ஒரு சூப்பர் கண்டக்டரில் தனித்த எலக்ட்ரான்கள் இருக்காது. எலக்ட்ரான்கள் ஜோடியாக இருக்க விரும்புகின்றன. ஆனால், நானோவைரில் சரியான நிபந்தனைகளின் கீழ், ஒரு எலக்ட்ரான் தன்னை மறைத்துக் கொள்ள முடியும். ஒவ்வொரு பாதியும் கம்பியின் ஒவ்வொரு முனையிலும் மறைந்திருக்கும். மஜோரானா ஜீரோ மோட்ஸ் எனப்படும் இந்த சிக்கலான நிறுவனங்கள், அழிக்க கடினமாக இருக்கும். எனவே, உள்ளார்ந்த நிலையானவை.

சவால்களும், நம்பிக்கையும்:

மைக்ரோசாஃப்டின் டோபோலாஜிக்கல் முயற்சிகள், குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் உலகில் மற்ற முயற்சிகளை விட பின்தங்கியதாகத் தோன்றலாம். ஆனால், இந்த தொழில்நுட்பம் புதியது என்பதால், அதிக ஆராய்ச்சி தேவைப்படுகிறது. மற்ற ஆராய்ச்சியாளர்கள் மைக்ரோசாஃப்டின் முன்னேற்றத்தைப் பற்றி கவனத்துடன் நம்பிக்கை கொண்டுள்ளனர். இந்த ஆராய்ச்சி வெற்றி பெற்றால், குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கில் ஒரு புதிய சகாப்தம் தொடங்கும்.

இந்த வலைப்பதிவு, குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கில் மைக்ரோசாஃப்டின் புதிய முயற்சியைப் பற்றிய ஒரு எளிய விளக்கத்தை வழங்குகிறது. தொழில்நுட்பச் சொற்கள் பல இடங்களில் விளக்கப்பட்டுள்ளன. மேலும் தகவல்களை அறிய, தொடர்புடைய அறிவியல் கட்டுரைகள் மற்றும் வலைத்தளங்களைப் பார்வையிடலாம்.