দুনিয়ার সবচেয়ে জটিল সমস্যাগুলো যদি খুব অল্প সময়ে সমাধান করা যেত, তবে বিজ্ঞানের অনেক রহস্য অনেক আগেই উন্মোচিত হতো। কিন্তু ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারের গতি ও ক্ষমতার একটা সীমা আছে। এই সীমা পেরিয়ে যাওয়ার জন্যই বিজ্ঞানীরা ভাবতে শুরু করেন এক নতুন ধরনের কম্পিউটার নিয়ে, যার ভিত্তি হলো কোয়ান্টাম ফিজিক্স। আর এই কোয়ান্টাম কম্পিউটারের মূল চালিকাশক্তি হচ্ছে "কিউবিট"।

আমরা যারা সাধারণ কম্পিউটারের সঙ্গে পরিচিত, তারা জানি, সেটার সবচেয়ে ক্ষুদ্র একক হলো "বিট"—যেটা হয় ০ বা ১। কিন্তু কিউবিট এই ০ ও ১-এর নিয়ম মানে না। বরং এটা একইসঙ্গে ০ এবং ১—দুটো অবস্থায় থাকতে পারে। এই অবস্থা বিজ্ঞানের ভাষায় বলা হয় সুপারপজিশন।

কানাডার ইউনিভার্সিটি অব ওয়াটারলুর কোয়ান্টাম কম্পিউটিং গবেষক ড. মাইক মোসকা বলেন, “ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারে একটি বিট একটি সময় শুধু একটি মানই ধারণ করতে পারে, কিন্তু একটি কিউবিট একই সঙ্গে অসংখ্য মান ধারণ করতে পারে। এটি মূলত সময় বাঁচায়, এবং গাণিতিক সমস্যার সমাধানে এক বৈপ্লবিক পথ দেখায়।”

প্রশ্ন হলো, কিউবিট কীভাবে তৈরি হয়? এর উৎসই বা কী?

ক্লাসিক্যাল বিট তৈরি হয় বৈদ্যুতিক সার্কিটের মাধ্যমে, যেখানে একটি ট্রানজিস্টার হয় চালু (১) অথবা বন্ধ (০)। কিন্তু কিউবিট তৈরি হয় পরমাণুর অদ্ভুত আচরণ দিয়ে। কোনো একক ইলেকট্রন, ফোটন, বা নিউক্লিয়াসের ঘূর্ণন—এই সবকিছু দিয়েই একটি কিউবিট বানানো যেতে পারে। ফোটনের ঘূর্ণনের দিক, ইলেকট্রনের স্পিন—এইসব ক্ষুদ্র কণা কিভাবে আচরণ করছে, সেটার ওপরে নির্ভর করে কিউবিটের মান।

যুক্তরাষ্ট্রের ম্যাসাচুসেটস ইনস্টিটিউট অব টেকনোলজি (এমআইটি)-এর কোয়ান্টাম ইঞ্জিনিয়ারিং প্রফেসর আইসা কালাতজিক বলেন, “প্রতিটি কিউবিটকে এমনভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে হয় যাতে তার কোয়ান্টাম অবস্থা স্থির থাকে, এবং বাইরের শব্দ বা তাপমাত্রা তার ওপরে প্রভাব ফেলতে না পারে। এটাই সবচেয়ে বড় চ্যালেঞ্জ।”

এই ‘অবস্থা স্থির রাখা’র নাম ‘কোয়ান্টাম কোহেরেন্স’। অর্থাৎ কিউবিটকে যতক্ষণ ধরে তার সুপারপজিশনে রাখা যাবে, ততক্ষণ পর্যন্ত সেটি কাজে লাগানো যাবে। কিন্তু দুঃখজনকভাবে, কিউবিট খুবই সংবেদনশীল। বাইরের সামান্য তাপ, আলো বা কম্পনও তার ওপর প্রভাব ফেলে। এজন্য কিউবিটকে রাখার জন্য প্রায় শূন্য ডিগ্রির কাছাকাছি তাপমাত্রা দরকার হয়—যাকে বলা হয় "সুপারকোল্ড এনভায়রনমেন্ট"।

অবশ্য, কিউবিট শুধু সুপারপজিশনে থাকতে পারে বলেই তার ক্ষমতা বাড়ে, বিষয়টা এমন না। এর আরেকটি আশ্চর্য ক্ষমতা হলো এনট্যাঙ্গেলমেন্ট বা ‘জড়ানো’ অবস্থা। যখন দুটি কিউবিট পরস্পরের সঙ্গে এমনভাবে যুক্ত থাকে যে একটি কিউবিটে যাই ঘটুক, অন্যটিও তা-ই বুঝে যায়—তখনই এই এনট্যাঙ্গেলমেন্ট ঘটে। এই ঘটনাটি বুঝতে আমাদের দৈনন্দিন অভিজ্ঞতা একেবারেই সাহায্য করে না, কারণ এটি কেবল কোয়ান্টাম জগতেই সম্ভব।

নোবেলজয়ী পদার্থবিজ্ঞানী জন ক্লজার ১৯৮১ সালে বলেছিলেন, “কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গেলমেন্ট হচ্ছে কণাদের একধরনের অদ্ভুত আচরণ, এটা প্রকৃতির ভেতরের গভীর সত্যের দিকে আমাদের নিয়ে যায়।” আর কিউবিট এই আচরণকে ব্যবহার করে প্রচলিত যেকোনো কম্পিউটারের চেয়ে কয়েকশ গুণ দ্রুত হিসাব করতে পারে।

গুগল, আইবিএম, ইন্টেল, মাইক্রোসফট সহ বড় বড় প্রযুক্তি প্রতিষ্ঠান ইতোমধ্যে কিউবিট-ভিত্তিক কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরি নিয়ে প্রতিযোগিতায় নেমেছে। ২০১৯ সালে গুগল দাবি করে তারা ৫৩ কিউবিটের একটি কোয়ান্টাম প্রসেসর তৈরি করেছে, যা মাত্র ২০০ সেকেন্ডে এমন একটি হিসাব করে ফেলতে পেরেছে, যা বিশ্বের সবচেয়ে শক্তিশালী সুপারকম্পিউটার করতে পারত প্রায় ১০ হাজার বছরে। গুগল এই ঘটনাকে বলে “কোয়ান্টাম সুপ্রিমেসি”।

তবে এখনো কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলো নিয়মিত ব্যবহারের উপযোগী হয়ে ওঠেনি। অনেক সময়ই কিউবিট ভুল তথ্য দেয়, বা তার অবস্থা ভেঙে পড়ে। এজন্য দরকার ‘কোয়ান্টাম এরর কারেকশন’। আর এই প্রযুক্তি এখনো গবেষণার পর্যায়ে।

যুক্তরাজ্যের কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষক ড. স্যামুয়েল রবার্টস বলেন, ‘যতোক্ষণ না আমরা কিউবিটকে দীর্ঘ সময় স্থিতিশীল রাখতে পারছি, ততক্ষণ পর্যন্ত এর ব্যবহার গবেষণাগারেই সীমাবদ্ধ থাকবে। কিন্তু ভবিষ্যতে এই প্রযুক্তি একদিন চিকিৎসা, আবহাওয়া ভবিষ্যদ্বাণী, মহাবিশ্ব বিশ্লেষণ বা কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার জটিল সমস্যাগুলোর সমাধানে বিপ্লব ঘটাবে।’

এখন প্রশ্ন হচ্ছে—এই কিউবিটের ব্যবহার সাধারণ মানুষের জীবনে কখন আসবে? হয়তো আগামী এক দশকের মধ্যে নয়, তবে গবেষকরা বলছেন, আগামী বিশ-ত্রিশ বছরের মধ্যে কিউবিট-ভিত্তিক কোয়ান্টাম কম্পিউটার হয়ে উঠবে চিকিৎসা বা অর্থনীতির বিশ্লেষণে অপরিহার্য হাতিয়ার।

বর্তমানে চিকিৎসা বিজ্ঞানের গবেষণায়, যেমন—জটিল ওষুধ তৈরি বা প্রোটিন ভাঁজ বিশ্লেষণে কোয়ান্টাম কম্পিউটার ব্যবহার শুরু হয়েছে পরীক্ষামূলকভাবে। যেমন—কেমব্রিজের একটি স্টার্টআপ, সিটাডেলিক, কোয়ান্টাম ক্যালকুলেশনের সাহায্যে নতুন ধরনের অ্যান্টিবায়োটিক তৈরি করছে, যেগুলো সাধারণ অ্যান্টিবায়োটিক প্রতিরোধী ব্যাকটেরিয়ার বিরুদ্ধে কার্যকর।

শেষ কথা হলো—কিউবিট হচ্ছে একটি নতুন সভ্যতার যাত্রা শুরু। এটি যেমন ভবিষ্যতের সুপারকম্পিউটারের ভিত্তি, তেমনি বিজ্ঞানের সীমাহীন রহস্যের চাবিকাঠি। আজ যা কেবল গবেষণাগারে সীমাবদ্ধ, কাল হয়তো সেটাই হয়ে উঠবে আমাদের দৈনন্দিন জীবনের অংশ। তখন হয়তো আমরা বলে উঠব—সবকিছুর শুরু হয়েছিল কিউবিট দিয়ে।