ക്വാണ്ടംഡോട്ട്: നൊബേൽ നേടിയ അദ്ഭുത വസ്തു; കംപ്യൂട്ടിങ്ങിലും ഉപയോഗപ്രദം

ഇത്തവണത്തെ രസതന്ത്ര നൊബേൽ പുരസ്കാരം ക്വാണ്ടം ഡോട്ടുകൾ കണ്ടെത്തിയ 3 ശാസ്ത്രജ്ഞർക്കായിരുന്നു. മൗംഗി ബാവേണ്ടി(62), ല്യൂയി ബ്രസ്(80), അലക്സി എകിമോവ്(62) എന്നിവരാണവർ. വലിയ പ്രാധാന്യമുള്ള കണങ്ങളാണ് ക്വാണ്ടം ഡോട്ടുകൾ.വിപണിയിൽ ലഭ്യമായ ക്യുഎൽഇഡി ടിവികളിൽ ഇവ ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. സാധാരണ എൽഇഡി ടിവികളെക്കാൾ മെച്ചപ്പെട്ട നിറങ്ങൾ ഡിസ്പ്ലേയിൽ നൽകാൻ ക്വാണ്ടം ഡോട്ടുകൾ ക്യുഎൽഇഡി ടിവികളെ സഹായിക്കുന്നു.

എൽഇഡി ലൈറ്റുകൾ, കംപ്യൂട്ടർ മോണിറ്ററുകൾ,  ചികിത്സാരംഗത്ത് ട്യൂമറുകൾ കണ്ടെത്താനും ഇവ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഭാവിയിൽ ചെറിയ സെൻസറുകൾ, വളരെ നേർത്ത സൗരോർജ പാനലുകൾ, ക്വാണ്ടം ആശയവിനിമയ സാങ്കേതികവിദ്യ എന്നിവയിൽ ഇവ ഉപയോഗപ്രദമാകുമെന്നാണ് ഗവേഷകരുടെ പ്രതീക്ഷ.കൃത്രിമ ആറ്റമുകൾ എന്നും അറിയപ്പെടുന്ന സെമികണ്ടക്ടർ ക്രിസ്റ്റലുകളാണ് ക്വാണ്ടം ഡോട്ടുകൾ. കാ‍ഡ്മിയം സെലിനൈഡ്, ഇൻഡിയം ആർസനൈഡ് തുടങ്ങിയവ ഉപയോഗിച്ചാണ് ഇവ നിർമിക്കുന്നത്.

നിർമാണവേളയിൽ ഇവയുടെ വലുപ്പം ശാസ്ത്രജ്ഞർ കൃത്യമായി നിർണയിക്കും. കുറഞ്ഞ വലുപ്പമാണ് ഇവയുടെ സവിശേഷതകളുടെ കാരണം. പരിതസ്ഥിതിയിലെ അമ്ലത, താപനില തുടങ്ങിയവയ്ക്കനുസരിച്ച് സവിശേഷതകൾ മാറ്റാനുള്ള കഴിവ് ക്വാണ്ടം ഡോട്ടുകൾക്കുണ്ട്.അതിനാൽ ഇവ മികച്ച സെൻസറുകളാണ്. ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടറുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ക്യുബിറ്റുകൾ നിർമിക്കാനും ഇവ ഉപയോഗിക്കാം. ക്വാണ്ടം ഡോട്ടുകളുടെ മികച്ചൊരു പ്രയോഗസാധ്യതയും ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടിങ്ങിലാണ്.

∙ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടിങ്

ഈയിടെ  സൂപ്പർ കംപ്യൂട്ടറുകൾ 10,000 വർഷമെടുത്തു ചെയ്യുന്ന കണക്കുകൂട്ടൽ വെറും മൂന്നു മിനിറ്റ് കൊണ്ടാണു ഗൂഗിളിന്റെ സൈക്കാമോർ മെഷീൻ ചെയ്തത്. മിത്ത് എന്നു കരുതിയിരുന്ന ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടിങ്ങിന്റെ അപാരശേഷി അഥവാ ‘ക്വാണ്ടം സുപ്രമസി’ യാഥാർഥ്യത്തിലേക്കെന്നതിന്റെ സൂചനയായിരുന്നു ഇത്.

'ക്വാണ്ടം സുപ്രമസി' എന്ന വാക്ക് ആദ്യം ഉപയോഗിച്ചത് കലിഫോർണിയ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്‌നോളജിയിലെ (കാൽടെക്) ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞൻ ജോൺ പ്രെസ്‌കില്ലാണ്. ഇതിന്റെ ആശയം ആദ്യമായി നൽകിയത് 1981ൽ ലോകപ്രശസ്ത ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞൻ റിച്ചഡ് ഫെയ്ൻമാനും.

സാദാ കംപ്യൂട്ടറുകൾക്കു സ്വപ്നം കാണാനൊക്കാത്ത സമസ്യകൾ ഞൊടിയിടയിൽ ചെയ്തുതീർക്കുന്ന ബ്രഹ്മാണ്ഡ കംപ്യൂട്ടർ പ്രോസസറുകളാണ് ഇതിന്റെ അടിസ്ഥാനം. സൈക്കാമോർ ഇത്തരത്തിലുള്ള ആദ്യ പ്രോസസർ അല്ല. ദീർഘനാളായി ഈ മേഖലയിൽ മത്സരരംഗത്തുള്ള ഐബിഎമ്മും ഗൂഗിളും ക്വാണ്ടം പ്രോസസറുകൾ ഇറക്കിയിട്ടുണ്ട്.

ബ്രിസിൽകോൺ, ടെനറിഫ്, യോർക് ടൗൺ തുടങ്ങി ഒട്ടേറെ ഉദാഹരണങ്ങൾ.

എന്താണു ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടിങ്ങിനെ ഇത്ര കരുത്തുറ്റതാക്കുന്നത്?

സാധാരണ കംപ്യൂട്ടറുകൾ വൈദ്യുതിയുടെ ഒഴുക്കുമായി ബന്ധപ്പെട്ടാണു പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. ഇതിനെ അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തി 0, 1 എന്നീ ഡിജിറ്റൽ മൂല്യങ്ങളുള്ള ബിറ്റുകളാണ് നമ്മൾ ഇന്നു കാണുന്ന ഡിജിറ്റൽ കംപ്യൂട്ടറുകളുടെ അടിസ്ഥാനം.എന്നാൽ ഇലക്ട്രോണുകൾ, ഫോട്ടോണുകൾ തുടങ്ങി ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സ് നിയമങ്ങൾ അനുസരിക്കുന്ന കണങ്ങളുടെ ഭൗതികനിയമങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചാണു ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടിങ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്.

സാധാരണ കംപ്യൂട്ടറുകളിലെ ബിറ്റുകൾക്കു പകരം ഇവിടെ ക്യുബിറ്റുകളാണ്. ഒരു ക്യുബിറ്റിനു സാധാരണ ബിറ്റിനേക്കാൾ പലമടങ്ങു വിവരങ്ങൾ ശേഖരിച്ചുവയ്ക്കാൻ ശേഷിയുണ്ട്. ഇതു പ്രോസസർ ശേഷി വൻരീതിയിൽ കൂട്ടുന്നു. ഫലമോ, സാധാരണ കംപ്യൂട്ടർ വിമാനമാണെങ്കിൽ ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടർ റോക്കറ്റാണ്. 

ഇതൊക്കെയാണെങ്കിലും ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടിങ് ഉടനൊന്നും ജനോപകാരപ്രദമായ നിലയിലേക്കു എത്താൻ വഴിയില്ല. ചെലവാണു പ്രധാനകാരണം. പ്രത്യേകം ശീതീകരിച്ച സംവിധാനത്തിലേ ക്വാണ്ടം പ്രോസസർ സ്ഥാപിക്കാനാകൂ. ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടർ ഓണാക്കാനും ഓഫാക്കാനും ദിവസങ്ങൾ വേണം.  ദൈനംദിന ഉപയോഗത്തിനു ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടർ ഉപയോഗിക്കാൻ ഇനിയും ഒരു പതിറ്റാണ്ടു വേണ്ടിവരും.