কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ২০২২: একটি প্রযুক্তিগত বিবরণ এবং সমালোচনামূলক বিশ্লেষণ

সূচিপত্র

1. Introduction & Overview

এই নিবন্ধটি দ্রুত বিকশিত এবং প্রায়শই অতিরঞ্জিত কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের জগৎকে নেভিগেট করার জন্য একটি প্রযুক্তিগত, তবুও সহজবোধ্য মানচিত্র সরবরাহ করে। এটি জনপ্রিয় বর্ণনা এবং ঘনিষ্ঠ একাডেমিক পর্যালোচনার মধ্যে ব্যবধান দূর করার লক্ষ্য রাখে, বর্তমান বৈজ্ঞানিক সাহিত্যের ভিত্তিতে এই ক্ষেত্রের প্রতিশ্রুতির একটি সংযত মূল্যায়ন প্রদান করে। লেখকরা কোয়ান্টাম কম্পিউটিংকে কোয়ান্টাম প্রযুক্তির একটি উপসেট হিসেবে অবস্থান দিয়েছেন, যেগুলিকে সুপারপজিশন এবং এনট্যাঙ্গলমেন্টের মতো স্বতন্ত্র কোয়ান্টাম সম্পদ ব্যবহারকারী সিস্টেম হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়।

মূল অন্তর্দৃষ্টি: এই ক্ষেত্রটি বিশ্বব্যাপী উল্লেখযোগ্য বিনিয়োগ এবং প্রযুক্তিগত অগ্রগতি দ্বারা চিহ্নিত, কিন্তু একই সাথে এতে এমন শোরগোল ও অতিরঞ্জিত দাবি রয়েছে যার সতর্কতার সাথে বিশ্লেষণ প্রয়োজন।

২. Quantum Technologies

ক্লাসিক্যাল কম্পিউটিংয়ের সেমিকন্ডাক্টর প্রযুক্তির উপর নির্ভরতার বিপরীতে, কোয়ান্টাম কম্পিউটিং কোয়ান্টাম তথ্য (কিউবিট) বহনের জন্য বিভিন্ন ধরনের ভৌত ব্যবস্থা ব্যবহার করে।

2.1 Superconducting Qubits

বর্তমানে সর্বাধিক ব্যাপকভাবে গৃহীত এবং বাণিজ্যিকভাবে অগ্রসর স্থাপত্য। মূল উপাদান হল Josephson Junction, যা নিয়ন্ত্রণযোগ্য কোয়ান্টাম অবস্থা সহ কৃত্রিম পরমাণু তৈরি করতে সক্ষম করে। Google এবং IBM-এর মতো কোম্পানিগুলি থেকে ৫০+ কিউবিট সহ প্রসেসর এই প্ল্যাটফর্মের মাধ্যমে তৈরি হয়েছে।

2.2 Atomic Qubits

এই বিভাগে আটকানো আয়ন এবং নিরপেক্ষ পরমাণু অন্তর্ভুক্ত। আটকানো আয়ন (আইওনকিউ-এর মতো কোম্পানিগুলি দ্বারা ব্যবহৃত) দীর্ঘ সমবর্তন সময় এবং উচ্চ-নির্ভুলতা গেট অপারেশন প্রদান করে। অপটিক্যাল জালিকায় নিরপেক্ষ পরমাণু লেজার কুলিং এবং আটকানো কৌশলগুলির সুবিধা নিয়ে একটি প্রতিশ্রুতিশীল স্কেলযোগ্য পদ্ধতি।

2.3 NMR Quantum Computing

Nuclear Magnetic Resonance অণুতে পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের স্পিনগুলোকে কিউবিট হিসেবে ব্যবহার করে। সংকেত শক্তির সমস্যার কারণে বৃহৎ পরিসরের গণনার জন্য এটি মাপযোগ্য না হলেও, একটি নিয়ন্ত্রিত, সমষ্টিভিত্তিক পরিবেশে মৌলিক কোয়ান্টাম অ্যালগরিদম ও নীতিমালা প্রদর্শনের জন্য এটি ঐতিহাসিকভাবে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

2.4 Photonic Qubits

আলোর কণা (ফোটন) ব্যবহার করে কোয়ান্টাম তথ্য এনকোড করা হয়। প্রধান সুবিধাগুলির মধ্যে রয়েছে কোয়ান্টাম যোগাযোগের জন্য অন্তর্নিহিত গতিশীলতা এবং কম ডিকোহেরেন্স। চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে রয়েছে নির্ভরযোগ্যভাবে একক ফোটন তৈরি ও শনাক্ত করা এবং নির্ধারক কোয়ান্টাম গেট সম্পাদন করা।

2.5 Other Emerging Technologies

টপোলজিক্যাল কিউবিট (যা স্বাভাবিকভাবেই ত্রুটি-সহনশীল বলে তত্ত্বিত), সিলিকন স্পিন কিউবিট (সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদন প্রযুক্তির সুবিধা নিয়ে), এবং ডায়মন্ড এনভি সেন্টার অন্তর্ভুক্ত। এগুলি প্রাথমিক পর্যায়ে রয়েছে কিন্তু গুরুত্বপূর্ণ গবেষণা দিকনির্দেশনা উপস্থাপন করে।

3. Theoretical Foundations

গবেষণাপত্রটি তথ্য তত্ত্বের দৃষ্টিকোণ থেকে কোয়ান্টাম মেকানিক্স উপস্থাপন করে, "তথ্যের বস্তুগততা"-র ওপর জোর দেয়।

3.1 Quantum State & Density Matrix

একটি নতুন শিক্ষণ পদ্ধতি গ্রহণ করা হয়েছে যেখানে কোয়ান্টাম অবস্থাকে একটি ঘনত্ব ম্যাট্রিক্স $\rho$ হিসাবে উপস্থাপন করা হয়েছে, যা ক্লাসিক্যাল সম্ভাব্যতা ভেক্টরকে সাধারণীকরণ করে। একটি বিশুদ্ধ অবস্থা $|\psi\rangle$ এর জন্য, ঘনত্ব ম্যাট্রিক্স হল $\rho = |\psi\rangle\langle\psi|$। মিশ্র অবস্থার জন্য, এটি একটি পরিসংখ্যানগত সমষ্টি: $\rho = \sum_i p_i |\psi_i\rangle\langle\psi_i|$, যেখানে $\sum_i p_i = 1$।

3.2 কিউবিট এবং কোয়ান্টাম তথ্য

মৌলিক একক হল কিউবিট। একটি ক্লাসিক্যাল বিট (0 বা 1) এর মতো নয়, একটি কিউবিট অবস্থা একটি সুপারপজিশন: $|\psi\rangle = \alpha|0\rangle + \beta|1\rangle$, যেখানে $\alpha$ এবং $\beta$ হল জটিল বিস্তার যা $|\alpha|^2 + |\beta|^2 = 1$ শর্ত পূরণ করে। পরিমাপ সম্ভাব্যতার সাথে অবস্থাকে $|0\rangle$ বা $|1\rangle$-এ পতিত করে।

4. কোয়ান্টাম কম্পিউটেশনের মডেল

4.1 The Gate Model

সর্বাধিক প্রচলিত মডেল, যা ধ্রুপদী ডিজিটাল সার্কিটের অনুরূপ। একটি প্রাথমিক সেটের কিউবিটে কোয়ান্টাম গেটের (ইউনিটারি অপারেশন) একটি ক্রম প্রয়োগ করে, তারপর পরিমাপের মাধ্যমে গণনা এগিয়ে যায়। গেটের একটি ছোট সেট (যেমন, হ্যাডামার্ড, সিএনওটি, টি গেট) দিয়ে সার্বজনীন কোয়ান্টাম কম্পিউটেশন অর্জন করা সম্ভব।

5. Quantum Primacy & Claims

কাগজটি "কোয়ান্টাম প্রাইমেসি" (বা সুপ্রিমেসি) এর বিতর্কিত ধারণা নিয়ে আলোচনা করে, যাকে সংজ্ঞায়িত করা হয় একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার দ্বারা এমন একটি কাজ সম্পাদন করা যা যেকোনো শাস্ত্রীয় কম্পিউটারের পক্ষে অসম্ভব। এটি Google-এর ২০১৯ সালের "Sycamore" পরীক্ষার মতো মূল পরীক্ষাগুলির উল্লেখ করে, যেটি একটি র্যান্ডম কোয়ান্টাম সার্কিটের আউটপুট স্যাম্পলিং করে প্রাইমেসি দাবি করেছিল। এই বিভাগটি সম্ভবত পাঠককে বেঞ্চমার্কিং, শাস্ত্রীয় সিমুলেশন অ্যালগরিদম এবং এ ধরনের কাজের ব্যবহারিক উপযোগিতা সম্পর্কে পরবর্তী বিতর্কের মধ্য দিয়ে পরিচালিত করে।

6. কোয়ান্টাম অ্যালগরিদম

Shor এবং Grover এর অ্যালগরিদমের বাইরের অ্যালগরিদমিক ল্যান্ডস্কেপের একটি সারসংক্ষেপ প্রদান করে।

6.1 Quantum Singular Value Transformation

কোয়ান্টাম সিঙ্গুলার ভ্যালু ট্রান্সফরমেশন (কিউএসভিটি) কে একটি শক্তিশালী ঐক্যবদ্ধ কাঠামো হিসেবে তুলে ধরা হয়েছে। কিউএসভিটি ব্লক-এনকোডেড ম্যাট্রিক্সের সিঙ্গুলার ভ্যালুগুলিতে বহুপদী রূপান্তর প্রয়োগ করে বিস্তৃত পরিসরের কোয়ান্টাম অ্যালগরিদম নির্মাণের একটি পদ্ধতিগত উপায় প্রদান করে। অনেক বিখ্যাত অ্যালগরিদম (যেমন, হ্যামিল্টোনিয়ান সিমুলেশন, কোয়ান্টাম লিনিয়ার সিস্টেমস সলভার) কিউএসভিটির বিশেষ দৃষ্টান্ত হিসেবে দেখা যেতে পারে।

7. Outlook & Future Directions

উপসংহার পাঠকদের পরবর্তী পদক্ষেপগুলির দিকে নির্দেশ করে, যার মধ্যে রয়েছে বর্তমান সাহিত্য এবং নমুনা কোডের সাথে জড়িত হওয়া। এটি ভিত্তিগত পদার্থবিদ্যা থেকে প্রকৌশল-স্কেল চ্যালেঞ্জগুলির দিকে রূপান্তরের উপর জোর দেয়: ত্রুটি সংশোধন, ফল্ট টলারেন্স, কিউবিট সংখ্যা ও গুণমান বৃদ্ধি (কোহেরেন্স টাইমস, গেট ফিডেলিটিস), এবং স্বল্পমেয়াদী ইন্টারমিডিয়েট-স্কেল কোয়ান্টাম (NISQ) ডিভাইসের জন্য "কিলার অ্যাপ" অ্যালগরিদম উন্নয়ন।

8. Critical Analysis & Expert Insights

মূল অন্তর্দৃষ্টি: Whitfield et al.-এর ২০২২ সালের সারসংক্ষেপটি কোয়ান্টাম কম্পিউটিংকে ঘিরে ছড়িয়ে পড়া অতিরঞ্জিত প্রচারের জন্য একটি প্রয়োজনীয় প্রতিষেধক। এর সর্বশ্রেষ্ঠ মূল্য নতুন গবেষণা উপস্থাপনে নয়, বরং এর কিউরেটোরিয়াল এবং শিক্ষাগত অবস্থানে নিহিত — এমন একটি ক্ষেত্রে চলাচলকারী প্রযুক্তিগত পেশাদারদের জন্য একটি "শেরপা" হিসেবে কাজ করা যা আক্ষরিক কোয়ান্টাম শব্দ এবং রূপক বাজার শব্দ উভয় দ্বারাই অস্পষ্ট। লেখকরা সঠিকভাবে কেন্দ্রীয় টান চিহ্নিত করেছেন: বিশাল বৈশ্বিক বিনিয়োগ (২০২১ সালে $২৪.৪B) প্রকৃত অগ্রগতিকে চালিত করছে, বনাম একটি বর্ণনা যা প্রায়শই প্রযুক্তিগত বাস্তবতাকে ছাড়িয়ে যায়।

Logical Flow & Strengths: গবেষণাপত্রটির গঠন যৌক্তিকভাবে নির্ভুল। এটি হার্ডওয়্যার (অনুচ্ছেদ I) থেকে তত্ত্ব (অনুচ্ছেদ II), তারপর গণনামূলক মডেল (অনুচ্ছেদ III) এবং শেষে অ্যালগরিদম ও দাবির (অনুচ্ছেদ IV-V) দিকে এগিয়েছে। এটি এই ক্ষেত্রের হার্ডওয়্যার-সফটওয়্যার স্ট্যাককেই প্রতিফলিত করে। এর একটি মূল শক্তি হল কোয়ান্টাম সিঙ্গুলার ভ্যালু ট্রান্সফরমেশন (QSVT)-এর মতো আধুনিক কাঠামোর উপর ফোকাস, যা শোর এবং গ্রোভারের পাঠ্যপুস্তকের মূলসূত্রগুলিকে অতিক্রম করেছে। এটি অত্যাধুনিক গবেষণার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, যেমনটি গিলিয়েন এট আল.-এর ২০১৯ সালের যুগান্তকারী গবেষণাপত্রে দেখা গেছে, যেখানে QSVT-কে কোয়ান্টাম অ্যালগরিদমের জন্য একটি মহান একীকরণ তত্ত্ব হিসেবে উপস্থাপন করা হয়েছে। লেখকদের শুরু থেকেই ঘনত্ব ম্যাট্রিক্স ফর্মুলেশন ব্যবহারের সিদ্ধান্তটি শিক্ষাদানগতভাবে চতুর, কারণ এটি স্বাভাবিকভাবেই বিশুদ্ধ ও মিশ্র উভয় অবস্থাই পরিচালনা করে—পরবর্তীটি হলো কোলাহলপূর্ণ, বাস্তব-বিশ্বের ব্যবস্থায় অনিবার্য বাস্তবতা।

Flaws & Omissions: যদিও ব্যাপক, গবেষণাপত্রটির পরিসর কিছু বর্জনকে অনিবার্য করে তোলে। কোয়ান্টাম ত্রুটি সংশোধন—যা স্কেলযোগ্য, ফল্ট-টলারেন্ট কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের মূলভিত্তি—এর আলোচনা সম্ভবত সংক্ষিপ্ত। কোয়ান্টাম ইকোনমিক ডেভেলপমেন্ট কনসোর্টিয়াম (QED-C)-এর রোডম্যাপ দ্বারা যেভাবে এর গুরুত্ব তুলে ধরা হয়েছে, তাতে এটির উপর গভীর জোর দেওয়া উচিত। আরও, যদিও এটি "কোয়ান্টাম প্রাইমেসি" নিয়ে বিতর্কের উল্লেখ করেছে, একটি আরও তীক্ষ্ণ বিশ্লেষণ এটিকে সরাসরি স্পষ্ট বাণিজ্যিক বেঞ্চমার্কের অভাবের সাথে যুক্ত করতে পারত। ক্লাসিক্যাল কম্পিউটিং-এর মুরের সূত্রের বিপরীতে, ব্যবহারিক উপযোগিতার জন্য কোয়ান্টামের একটি সর্বজনস্বীকৃত মেট্রিকের অভাব রয়েছে। গবেষণাপত্রটি কিউবিট প্রকারভেদের মধ্যে তীব্র প্রতিযোগিতাকেও কম গুরুত্ব দিয়েছে। সুপারকন্ডাক্টিং কিউবিটগুলি কিউবিট সংখ্যায় এগিয়ে থাকলেও, ট্র্যাপড আয়ন গেট ফাইডেলিটির রেকর্ড ধরে রেখেছে এবং ফোটনিক্স কোয়ান্টাম নেটওয়ার্কিংয়ে আধিপত্য বিস্তার করছে—এটি ক্লাসিক্যাল কম্পিউটিং আর্কিটেকচারের প্রাথমিক দিনগুলোর মতো একটি কৌশলগত ল্যান্ডস্কেপ।

কার্যকরী অন্তর্দৃষ্টি: বিনিয়োগকারী এবং সিটিওদের জন্য, এই গবেষণাপত্রটি একটি গুরুত্বপূর্ণ দৃষ্টিকোণ প্রদান করে: শুধুমাত্র কিউবিট সংখ্যা নয়, ত্রুটি হার এবং স্কেলযোগ্যতা সম্পর্কে একটি সংযত, পদার্থবিজ্ঞান-ভিত্তিক বোঝাপড়া সম্পন্ন দলগুলিকে অগ্রাধিকার দিন। স্যাম্পল কোডের উল্লেখ প্রকৌশলীদের জন্য একটি অত্যাবশ্যক নির্দেশনা: এই ক্ষেত্রটি এখন ক্লাউড প্ল্যাটফর্মের (আইবিএম কোয়ান্টাম, অ্যামাজন ব্র্যাকেট) মাধ্যমে প্রবেশযোগ্য। হাতে-কলমে পরীক্ষা-নিরীক্ষাই হলো সর্বোত্তম অতিরঞ্জন পরিশোধক। কিউএসভিটি বিষয়ক আলোচনা নির্দেশ করে অ্যালগরিদম গবেষণা কোন দিকে এগোচ্ছে; ব্যবসাগুলোর উচিত কোয়ান্টাম মেশিন লার্নিং এবং রসায়ন ও উপকরণ বিজ্ঞানের জন্য কোয়ান্টাম সিমুলেশনে প্রয়োগগুলি নজর রাখা, বার্কলে ল্যাবের অ্যাডভান্সড কোয়ান্টাম টেস্টবেডের মতো সংস্থাগুলি যেসব ক্ষেত্রকে গুরুত্ব দিয়েছে। চূড়ান্ত উপসংহার হলো যে "কোয়ান্টাম শীত" কথাটি মিথ্যা, কিন্তু রূপান্তরমূলক, ত্রুটি-সংশোধিত কোয়ান্টাম কম্পিউটারের সময়সীমা এখনও দীর্ঘ। স্বল্পমেয়াদী সুযোগটি রয়েছে হাইব্রিড কোয়ান্টাম-ক্লাসিক্যাল অ্যালগরিদম এবং এনআইএসকিউ ডিভাইসে নির্দিষ্ট, মূল্যবান সমস্যার জন্য কোয়ান্টাম সুবিধা অন্বেষণের মধ্যে, যা জাপাটা কম্পিউটিং এবং কিউসি ওয়্যার-এর মতো কোম্পানিগুলি সক্রিয়ভাবে অনুসরণ করছে।

9. Technical Details & Mathematical Framework

ঘনত্ব ম্যাট্রিক্স প্রণালী: একটি কোয়ান্টাম সিস্টেমের অবস্থা একটি হিলবার্ট স্পেস $\mathcal{H}$-এ ক্রিয়াশীল একটি ঘনত্ব অপারেটর $\rho$ দ্বারা বর্ণনা করা হয়। এটি ধনাত্মক আধা-নির্দিষ্ট ($\rho \geq 0$) এবং এর ট্রেস এক ($\text{Tr}(\rho)=1$)। একটি পর্যবেক্ষণযোগ্য রাশি $O$-এর প্রত্যাশিত মান দেওয়া হয় $\langle O \rangle = \text{Tr}(\rho O)$ দ্বারা।

কোয়ান্টাম গেটসমূহ ইউনিটারি হিসেবে: Evolution of a closed quantum system is described by a unitary transformation: $\rho \rightarrow U\rho U^\dagger$. A key single-qubit gate is the Hadamard: $H = \frac{1}{\sqrt{2}} \begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 1 & -1 \end{pmatrix}$, which creates superposition. A key two-qubit gate is the CNOT (controlled-NOT), which entangles qubits.

কোয়ান্টাম সার্কিট ডায়াগ্রাম (ধারণাগত): একটি সাধারণ অ্যালগরিদম, যেমন কোয়ান্টাম ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম (কিউএফটি), তারের (কিউবিট) উপর প্রয়োগ করা গেটগুলির একটি ক্রম হিসাবে উপস্থাপিত হয়। $n$ কিউবিটের উপর কিউএফটি হ্যাডামার্ড এবং কন্ট্রোল্ড ফেজ গেটগুলির ($R_k$) একটি সিরিজ ব্যবহার করে, যা একটি কাঠামো প্রদর্শন করে যা নির্দিষ্ট প্রয়োগের জন্য ক্লাসিকাল এফএফটি-এর উপর সূচকীয় গতি প্রদান করে।

10. Analysis Framework & Case Example

Case: Assessing a "Quantum Primacy" Claim

1. Define the Task: গণনামূলক কাজটি চিহ্নিত করুন (যেমন, র্যান্ডম সার্কিট স্যাম্পলিং - RCS)।

2. ক্লাসিকাল বেসলাইন: সর্বোত্তম পরিচিত ক্লাসিকাল অ্যালগরিদমের রানটাইম এবং সম্পদের প্রয়োজনীয়তা স্থাপন করুন (যেমন, টেনসর নেটওয়ার্ক কন্ট্রাকশন বা Summit-এর মতো সুপারকম্পিউটার ব্যবহার করে)।

3. কোয়ান্টাম বাস্তবায়ন: কোয়ান্টাম প্রসেসরের বৈশিষ্ট্য উল্লেখ করুন (কিউবিটের সংখ্যা, গেট ফিডেলিটি, সংযোগযোগ্যতা, সার্কিট গভীরতা)।

4. যাচাইকরণ: কিভাবে কোয়ান্টাম আউটপুট যাচাই করা হয়? (ছোট উদাহরণের জন্য ক্লাসিকাল সিমুলেশনের বিপরীতে ক্রস-এনট্রপি বেঞ্চমার্কিং)।

5. Utility & Scalability: কাজটির কি পরিচিত ব্যবহারিক প্রয়োগ আছে? সমস্যার আকারের সাথে কি কোয়ান্টাম পদ্ধতি অনুকূলভাবে স্কেল করে?

অ্যাপ্লিকেশন: গুগলের ২০১৯ সালের সাইকামোর পরীক্ষার (৫৩-কিউবিট আরসিএস) উপর এই কাঠামো প্রয়োগ করলে একটি দাবিকৃত রানটাইম সুবিধা দেখা যায় (~২০০ সেকেন্ড বনাম ক্লাসিকাল সিমুলেশনের জন্য ~১০,০০০ বছর)। তবে, ধাপ ২ এবং ৪ নিয়ে বিতর্কের সৃষ্টি হয়, পরবর্তীতে উন্নত ক্লাসিকাল অ্যালগরিদমের মাধ্যমে আনুমানিক ক্লাসিকাল রানটাইম হ্রাস পায়। এই কাঠামোটি নির্দেশ করে যে "প্রাধান্য" একটি চলমান লক্ষ্য এবং এটি ধাপ ৫-এর গুরুত্বকে আরও জোর দেয়—যা হলো কোয়ান্টাম সুবিধা এবং ব্যবহারিক মূল্য উভয়ই আছে এমন কাজের অনুসন্ধান।

11. Future Applications & Roadmap

স্বল্পমেয়াদী (এনআইএসকিউ যুগ, পরবর্তী ৫-১০ বছর):

• কোয়ান্টাম সিমুলেশন: ওষুধ আবিষ্কারের জন্য জটিল অণু মডেলিং (যেমন, নাইট্রোজেন স্থিরীকরণের জন্য অনুঘটক নকশা) এবং নতুন উপকরণ (উচ্চ-তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টর)। Pasqal এবং Quantinuum এর মতো কোম্পানিগুলো সক্রিয়ভাবে এটি অনুসরণ করছে।
• কোয়ান্টাম মেশিন লার্নিং: ফাইন্যান্স, লজিস্টিক্স এবং AI-তে অপ্টিমাইজেশন, স্যাম্পলিং এবং প্যাটার্ন রিকগনিশনের জন্য হাইব্রিড অ্যালগরিদম। এখানে প্রকৃত কোয়ান্টাম সুবিধা খুঁজে পেতে গবেষণা চলমান রয়েছে।
• Quantum Sensing & Metrology: নেভিগেশন, মেডিকেল ইমেজিং এবং মৌলিক পদার্থবিদ্যার জন্য অতিসূক্ষ্ম পরিমাপ।

দীর্ঘমেয়াদী (ফল্ট-টলারেন্ট যুগ, ১০+ বছর):

• ক্রিপ্টানালাইসিস: শোরের অ্যালগরিদম RSA এবং ECC এনক্রিপশন ভেঙে দেয়, যা পোস্ট-কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফির প্রয়োজনীয়তা চালিত করছে (NIST দ্বারা এর মানকীকরণ চলমান)।
• বৃহৎ-পরিসরের কোয়ান্টাম সিমুলেশন: কোয়ান্টাম ফিল্ড তত্ত্ব এবং জটিল জৈবিক প্রক্রিয়ার পূর্ণ-পরিসরের সিমুলেশন।
• অপ্রত্যাশিত অ্যালগরিদম: সবচেয়ে উত্তেজনাপূর্ণ প্রয়োগগুলি হতে পারে যেগুলি এখনও কল্পনা করা হয়নি, যা কোয়ান্টাম তথ্যের অনন্য কাঠামোকে কাজে লাগায়।

মূল চ্যালেঞ্জসমূহ: কোয়ান্টাম ত্রুটি সংশোধন (যেমন, সারফেস কোড) এর মাধ্যমে অনেক ত্রুটিপ্রবণ শারীরিক কিউবিট থেকে যৌক্তিক কিউবিট গঠন। বৃহৎ পরিসরে উচ্চ নির্ভুলতার অপারেশন অর্জন। হার্ডওয়্যার সীমাবদ্ধতার জন্য উপযোগী করে একটি মজবুত কোয়ান্টাম সফটওয়্যার স্ট্যাক এবং অ্যালগরিদম উন্নয়ন।

12. তথ্যসূত্র

1. National Quantum Initiative Act. (2018).
2. বিনিয়োগ প্রতিবেদন (উদাহরণস্বরূপ, McKinsey, 2021)।
3. Landauer, R. (1991). Information is physical.
4. Preskill, J. (2012). Quantum computing and the entanglement frontier.
5. আরুট, এফ., এট আল. (২০১৯). কোয়ান্টাম সুপ্রিমেসি ব্যবহার করে একটি প্রোগ্রামযোগ্য সুপারকন্ডাক্টিং প্রসেসর। নেচার, ৫৭৪(৭৭৭৯), ৫০৫-৫১০. (গুগল সাইকামোর)
6. Gilyén, A., Su, Y., Low, G. H., & Wiebe, N. (2019). Quantum singular value transformation and beyond: exponential improvements for quantum matrix arithmetics. Proceedings of the 51st Annual ACM SIGACT Symposium on Theory of Computing. (QSVT Framework)
7. Quantum Economic Development Consortium (QED-C). (2023). Quantum Computing Technical Landscape.
8. Ladd, T. D., et al. (2010). Quantum computers. নেচার, 464(7285), 45-53.
9. Kjaergaard, M., et al. (2020). Superconducting qubits: Current state of play. Annual Review of Condensed Matter Physics, 11, 369-395.
10. IBM Quantum. (2023). IBM Quantum Development Roadmap.
11. IonQ. (2023). Technical Brief.
12. Nielsen, M. A., & Chuang, I. L. (2010). Quantum Computation and Quantum Information: 10th Anniversary Edition. Cambridge University Press.