‘नारदमुनि अलप भएर अर्को ठाउँ पुगे’ जस्तै क्वान्टम प्रविधिमा सूचना पठाउन सकिन्छ

अन्तर्राष्ट्रिय युवा दिवसका अवसरमा हालै अनलाइनखबरले सार्वजनिक गरेको ‘४० मुनिका ४०’ को सूचीमा रहेका डा. यादवप्रसाद कँडेल एक क्वान्टम वैज्ञानिक हुन् । अमेरिकाको युनिभर्सिटी अफ रोचेस्टरबाट क्वान्टम फिजिक्समा पीएचडी गरेका उनी  संसारकै सबैभन्दा ठूला कम्पनीमध्ये एक आईबीएममा वैज्ञानिकका रूपमा कार्यरत छन् । क्वान्टम साइन्स भनेको के हो, त्यसले समाजमा अहिले र भविष्यमा के प्रभाव पार्न सक्छ भन्ने विषयमा डा. कँडेलसँग अनलाइनखबरका लागि जनार्दन बरालले गरेको कुराकानी :

क्वान्टम फिजिक्स भनेको के हो ? साधारण मान्छेले बुझ्ने गरी बताइदिनुस् न ?

क्वान्टम फिजिक्स प्रकृतिको सबैभन्दा सरल भाषा हो । यस विषयमा अनुसन्धान सुरु भएको लगभग १ सय वर्ष हुन लाग्यो । प्रकृतिले फरक–फरक तहमा फरक तरिकाले काम गर्दो रहेछ । हामीले हाम्रो आकार, तौल र गतिका आधारमा संसारलाई बुझ्छौं ।

तर, यो संसारमा हामीभन्दा निकै ठूला कुरा छन् । जस्तै : तारा वा ग्यालेक्सीहरू । अनि एकदमै साना अणु, परमाणु, इलेक्ट्रोन, प्रोटोनजस्ता कणहरू पनि छन् । ती अति सूक्ष्म कणहरूको अनौठो व्यवहारलाई सामान्य विज्ञानले वा ‘न्युटनको नियम’ जस्तो विषयले व्याख्या गर्न सक्दैन । प्रकृतिमा रहेका सूक्ष्म कण, थोरै ऊर्जा र तिनीहरूको अन्तर्क्रिया वा व्यवहारलाई व्याख्या गर्ने विज्ञान नै क्वान्टम फिजिक्स हो । अर्थात्, अणु–परमाणुको तहमा हुने व्यवहारलाई व्याख्या गर्ने विज्ञान क्वान्टम फिजिक्स हो ।

मानिसहरू एक्लै हुँदा एउटा व्यवहार र साथीहरूसँग भेला हुँदा अर्काे व्यवहार देखाउँछन् नि ! त्यस्तै एटम वा अण–परमाणुहरूले पनि एक्लै हुँदा एक किसिमको, दुई–चार वटा राख्यो भने अर्कै र समूहमा हुँदा अर्कै व्यवहार देखाउँछन् । संसारमा हरेक चिज सूक्ष्म कणहरूले बनेका छन्, हामी नै पनि त्यस्तै सूक्ष्म कणले बनेका छौं । सूक्ष्म कण एक्लै हुँदा वा अन्य कणसँग अन्तर्क्रिया गरिनसकेको अवस्थामा तिनीहरूको भित्री स्वभाव कस्तो हुन्छ भनेर अध्ययन गर्ने विधा क्वान्टम फिजिक्स हो । प्रकाश र ध्वनिजस्ता तरंग थोरै ऊर्जाको अवस्थामा कसरी काम गर्छन् भन्ने सूक्ष्म कुराहरूको अध्ययन यसमा हुन्छ ।

विज्ञान तथा भौतिकशास्त्र अध्ययन त शताब्दीयौंदेखि भइरहेको छ । शास्त्रीय भौतिकशास्त्र र क्वान्टम फिजिक्सबीचको फरक चाहिँ के हो ?

भौतिकशास्त्रलाई मूलत: दुई भागमा बाँडिन्छ– क्लासिकल फिजिक्स र क्वान्टम फिजिक्स । क्लासिकल फिजिक्स भनेको रुखबाट फल वा फालेको बल कहाँ झर्छ भनेर हिसाब गर्ने विधा हो । हामीले देख्ने प्राय: सबै कुराको अध्ययन शास्त्रीय फिजिक्स अन्तर्गत हुन्छन्, जसले गाडीको ब्रेकिङ डिस्टेन्सदेखि दैनिक जीवनका ठूला वस्तुहरूको स्थिति व्याख्या गर्छ ।

क्वान्टम फिजिक्स भने अलि फरक छ । उदाहरणका लागि सूर्यबाट आउने प्रकाश हामीले अनुभव गरिरहेकै हो । तर, लेजर लाइटको व्यवहार फरक हुन्छ । दैनिक जीवनमा यस्ता अनौठा कुराहरू देखिन्छन्, त्यो क्लासिकल फिजिक्सले व्याख्या गर्न सक्दैन ।

अहिलेका नयाँ प्रविधि, चिप्स वा स्क्रिनहरू बनाउन सामग्रीलाई परमाणुको तहमा शुद्धीकरण र नापजाँच गरिएको हुन्छ । त्यो कुरा कति राख्ने, किन राख्ने, कसरी राख्ने जान्न पनि न्युटनको नियमले मात्र पुग्दैन, क्वान्टम फिजिक्स नै चाहिन्छ । जहाँ क्लासिकल मेकानिक्सले व्याख्या गर्न सक्दैन, त्यहाँ फरक सिद्धान्त र भाषाका रूपमा क्वान्टम फिजिक्सको प्रयोग हुन्छ ।

तपाईंले नै भन्नुभयो, क्वान्टम फिजिक्समा सय वर्षदेखि अनुसन्धान भइरहेको छ । तर, नेपालका लागि यो पक्कै पनि नौलो नै हो । क्वान्टम फिजिक्समा तपाईंको रुचि चाहिँ कसरी विकास भयो ?

नेपालमा पनि क्वान्टम फिजिक्सका सैद्धान्तिक पढाइ भइरहेको छ । मेरो अध्ययनको आधार पनि त्यही नै हो । मलाई सधैं नयाँ कुरा र के भइरहेको छ भन्ने जान्ने इच्छा हुन्थ्यो । सुरुमा एस्ट्रोनोमीतिर रुचि थियो, जुन क्लासिकल मेकानिक्स वा न्युटनका नियमहरूबाट धेरै व्याख्या गर्न सकिन्थ्यो ।

तर, प्रविधिलाई गहिराइबाट बुझ्न क्वान्टम फिजिक्स आवश्यक छ भन्ने कुरा प्राध्यापकहरूबाट थाहा पाएँ । पढ्दापढ्दै सुपरपोजिसन, इन्ट्याङ्गलमेन्ट, टेलिपोर्टेसन जस्ता अवधारणाहरू सुन्न पाइयो । पौराणिक कथामा ‘नारद मुनि एक ठाउँबाट बिलाएर अर्काे ठाउँ पुग्छन्’ भन्ने सुनिन्थ्यो । करिब–करिब त्यस्तै कुरा क्वान्टम फिजिक्समा पनि हुन्छ भन्ने सुनेपछि मलाई यसै विधामा जानुपर्छ भन्ने लाग्यो ।

क्वान्टम फिजिक्सका सिद्धान्तलाई आफैंले प्रयोग गरेर हेर्ने मन थियो । त्यसैले यहाँ रहँदा हिसाब र सिमुलेसन आधारित अनुसन्धान गरेँ, त्यसपछि प्रयोगात्मक अनुसन्धानतर्फ लागेँ ।

तपाईंले अमेरिकाको विश्वविद्यालयबाट क्वान्टम फिजिक्समै पीएचडी गर्नुभयो । पीएचडीमा तपाईंले गर्नुभएको महत्त्वपूर्ण अनुसन्धान र त्यसबाट के कुरा पत्ता लाग्यो, बताइदिनुस् न ?

पीएचडीका क्रममा मेरो काम क्वान्टम चिप डिजाइन गर्ने, त्यसलाई आफैंले बनाउने र त्यसमा एक्स्पेरिमेन्ट गरेर आफ्ना हाइपोथेसिसहरू जाँच गर्ने थियो ।

हामीले दैनिक प्रयोग गरिरहेको प्रविधि डिजिटल कम्प्युटिङ हो । अहिले यसैसँगै क्वान्टम फिजिक्स र प्रविधिमा आधारित क्वान्टम कम्प्युटिङको विकास भइरहेको छ । मेरो मुख्य काम क्युबिट अर्थात् क्वान्टम चिप बनाउने, त्यसको परीक्षण गर्ने र क्वान्टम सूचना सम्बन्धी अनुसन्धान गर्ने थियो ।

त्यसबेला मलाई सबैभन्दा रोचक लागेको काम ‘इन्ट्याङ्गलमेन्ट’ र ‘टेलिपोर्टेसन’ सँग सम्बन्धित थियो । पहिले क्वान्टम फिजिक्समा जति काम भए लेजर र एटमहरू प्रयोग गरेर परीक्षण गरिन्थ्यो । तर, सिलिकन वेफर वा चिपहरूमा इलेक्ट्रोन जस्ता अतिसूक्ष्म कणहरूलाई एक्लै राखेर तिनीहरूको गुण नाप्न गाह्रो हुन्थ्यो । प्रविधि उन्नत हुँदै गयो । त्यसमा मेरो काम चाहिँ इलेक्ट्रोनहरूलाई ‘स्क्वायर ग्रिड’ मा नियन्त्रण वा कब्जा गरेर राख्ने, त्यसको नजिकै चुम्बक राख्दा त्यो ‘इलेक्ट्रोन क्युबिट’ बन्छ । एउटा क्युबिट बनाउन सकिने भए पनि धेरै क्युबिटहरूको सञ्जाल बनाएर प्रयोग गर्नु र एउटा क्युबिटको डेटा अर्कोसम्म पुर्‍याउनु अझै पनि चुनौतीपूर्ण छ । मेरो पहिलो अनुसन्धान नै इलेक्ट्रोन क्युबिटहरूलाई इन्ट्याङ्गल गरेर छुट्याएर अलि टाढा लैजाने र टेलिपोर्टेसन मार्फत एउटा क्युबिटको सूचना अर्को क्युबिटमा सफलतापूर्वक स्थानान्तरण गर्नेसम्बन्धी थियो । इलेक्ट्रोन स्पिन क्युबिट प्रयोग गरेर गरिएको त्यो अनुसन्धान सफल भयो ।

तपाईंले क्युबिटहरूलाई इन्ट्याङ्गल राखेर एउटा क्युबिटबाट अर्को क्युबिटसम्म डेटा कसरी ट्रान्स्फर गर्न सकिन्छ भन्नेमा पीएचडी गर्नुभयो, जुन प्रसिद्ध ‘नेचर’ जर्नलमा पनि प्रकाशित भयो । र, त्यसको प्रविधि नै विकास पनि भयो । त्यसबाट यस क्षेत्रमा के फाइदा भयो ?

सामान्य कम्प्युटरमा स्विच अन वा डेटा उस्तै रहन्छ । बत्ती अन भएको बेला हेरे पनि अन नै हुन्छ, नहेरे पनि । तर, क्वान्टम प्रणालीमा क्युबिटको अवस्था हेर्‍यो नै भने मात्रै पनि त्यसको अवस्था परिवर्तन हुन्छ । यसलाई प्राविधिक भाषामा ‘डिकोहेरेन्स’ भनिन्छ । त्यसकारण क्वान्टम चिप बनाउन अलि गाह्रो छ ।

त्यसैले क्वान्टम इन्फर्मेसनलाई तार जोडेर वा सिधा बोकेर एक ठाउँबाट अर्को ठाउँमा लैजान मिल्दैन । साथै, ‘नो–क्लोनिङ थ्योरम’ अनुसार क्युबिटको वास्तविक अवस्था दुरुस्तै कपी गर्न पनि सकिँदैन । यस्तो अवस्थामा इन्ट्याङ्गल गरिएका कणहरू प्रयोग गरी टेलिपोर्टेसन मार्फत डेटा पठाउँदा सूचना नष्ट हुँदैन र नाप्नु पनि पर्दैन । नाप्यो भने सूचना नै परिवर्तन हुन्छ । यो प्रविधिले नयाँ बन्दै गरेका क्वान्टम कम्प्युटरहरूमा डेटा ट्रान्स्फरको आधार बन्ने क्षमता राख्छ । यो मेरो अनुन्धान क्वान्टम कम्प्युटरको अंश बन्न सक्छ ।

अहिले पनि क्वान्टम कम्प्युटरहरू बनेका छन् । ती क्वान्टम कम्प्युटरहरूले अहिले कस्ता काम गर्न सक्छन् र भविष्यमा यसले के-के गर्न सक्लान् ?

यसलाई डिजिटल र क्वान्टम कम्प्युटरको फरकबाट सुरु गरौं । हामीले दैनिक गर्ने कामका लागि डिजिटल कम्प्युटरहरू निकै प्रभावकारी छन् । हामीले प्रयोग गर्ने कुनै उत्पादन उदाहरणका लागि औषधि बनाउँदा रसायन तथा पदार्थको गुण पत्ता लगाउन यो कम्प्युटरले योगदान गर्छ सक्छ । त्यस्तै, जलवायु सिमुलेसन गर्न वा ठूलो स्केलमा प्राकृतिक प्रणालीको सिमुलेसन गर्न डिजिटल कम्प्युटरलाई गाह्रो पर्छ, त्यस्तो काममा क्वान्टम कम्प्युटर चाहिन्छ ।

अहिलेका ठूला सुपर कम्प्युटरहरू पनि अहिलेकै डिजिटल कम्प्युटरमा धेरै चिपहरूलाई एकै ठाउँमा राखेर उच्च गतिमा काम गर्न सक्ने बनाइएको हुन्छ, जसले धेरैजसो अवस्थामा अनुमान मात्र गर्न सक्छन् ।

संसारमा १ सय १८ वटा परमाणुहरू छन् । तीमध्ये गणितीय रूपमा सम्पूर्ण फिजिक्स हातले लेखेर बुझिएको भनेको हाइड्रोजन मात्र हो । बाँकी सबैको गुण हिसाब गर्न वा सिमुलेट गरेर नयाँ औषधि बनाउन पनि हाइड्रोजनकै आधारमा अनुमान गर्नुपर्छ । त्यसो गर्दा हाइड्रोजनमा यति–यति हालेपछि यो हुन्छ भन्ने खालको अनुमानका आधारमा काम गर्नुपर्ने र ठ्याक्कै हिसाब गर्न नसकिने यो सीमा पहिलेदेखि नै थियो ।

यसलाई सकेसम्म यथार्थपरक बनाउने प्रयास भइरहेकै थियो । त्यही क्रममा प्रकृतिको आफ्नै वास्तविक भाषा क्वान्टम फिजिक्स रहेछ, यसैमा आधारित भएर काम गर्ने उपकरणका रूपमा क्वान्टम कम्प्युटर बनाऊँ न त भनेर काम सुरु गरियो ।

हामीले दैनिक गर्ने कामका लागि त डिजिटल कम्प्युटर पर्याप्त छ । त्यसैले क्वान्टम कम्प्युटर मानिसको हातहातमा हुने छैन, साधारण कम्प्युटरले गर्न नसक्ने काम गर्न मात्रै यसको प्रयोग हुनेछ ।

मेरो विचारमा यसको पहिलो प्रयोग औषधि र अन्य पदार्थको विकासमा हुन्छ होला । विगतमा असम्भव मानिएका रोगको उपचार अहिले सम्भव भए जस्तै, नयाँ पदार्थ र रसायनहरूको आधारभूत तहमा अध्ययन गरी नयाँ औषधि र प्रविधि विकास गर्न क्वान्टम कम्प्युटरले सहज बनाउने छ ।

दोस्रो साइबर सुरक्षा । ठूला क्वान्टम कम्प्युटर बनेपछि अहिलेको क्रिप्टोग्राफी ब्रेक हुनेछ । पासवर्डहरू ब्रेक हुन सक्छन् । यसैले अहिले डेटा सुरक्षित गर्ने वा नयाँ सुरक्षित प्रणाली बनाउने चासो बढेको छ । अहिले नै ‘ग्यादर नाउ, डिक्रिप्ट लेटर’ भन्ने अवधारणा सुरु भइसक्यो । अहिले डिक्रिप्ट गर्न नसकिने डेटा पनि संकलन गरेर राख्ने र पछि क्वान्टम कम्प्युटर बनेपछि त्यसलाई डिक्रिप्ट गर्न सकिन्छ भनेर ।

तेस्रो पूँजीबजार– मान्छेकै व्यवहार पनि जति धेरै मानिस थपियो, त्यसै अनुसार फरक पर्दै जान्छ । सेयर बजार पनि त्यही हो । त्यसो हुँदा सेयर बजारको पोर्टफोलियो अप्टिमाइजेसन, अप्सन प्राइसिङ लगायतलाई पनि यसले मद्दत गर्न सक्छ– खासगरी हाइ–फ्रिक्वेन्सी ट्रेडिङमा यसको प्रक्षेपणले काम गर्न सक्छ, त्यसमा यसको प्रयोग गर्न सकिन्छ ।

तपाईं अहिले विश्वकै पुरानो र ठूला प्रविधि कम्पनीमध्येको एक आइबीएममा काम गर्दै हुनुहुन्छ । त्यहाँ तपाईं खास के काम गर्नुहुन्छ ?

विश्वविद्यालयको प्रयोगशालामा प्रोफेसरले गर्ने अनुसन्धान जस्तै काम म त्यहाँ गर्छु । अमेरिकाका ठूला प्रविधि कम्पनीहरूले एकातिर प्रविधि विकास गरिरहेका हुन्छन् भने अर्कातिर १०–२० वर्षपछाडिको प्रविधि कस्तो होला भनेर त्यसको विकास गर्न आधारभूत विज्ञानमा अनुसन्धान गर्छन् । मेरो काम पनि क्वान्टम कम्प्युटिङमा भविष्यमा आउन सक्ने समस्या र आवश्यक प्रविधिका विषयमा फिजिक्सको तहमा रहेर अनुसन्धान गर्नु हो ।

तपाईंले पीएचडीमा गर्नुभएको अनुसन्धानकै निरन्तरता त्यहाँ भइरहेको छ ?

हो, त्यसैको ‘बिल्डअप’ हो । म सिधै बजारमा बेच्ने प्रडक्ट बनाउँदिनँ, बरु आधारभूत अनुसन्धान गर्छु । भोलि बन्न सक्ने क्वान्टम कम्प्युटरका लागि क्वान्टम चिप वा क्युबिट यसरी बनाउनुपर्छ भन्ने अनुसन्धान मैले गर्छु, जसले भोलिका कामलाई मार्गनिर्देश गर्न सक्छ ।

क्वान्टम कम्प्युटिङमा आईबीएम जस्ता निजी कर्पाेरेट क्षेत्र र विभिन्न देशका सरकारले कसरी लगानी गरिरहेका छन् ?

क्वान्टम कम्प्युटिङमा अनुसन्धानको सुरुवात सन् १९९० तिर भएको हो । सुरुमा विभिन्न देशका सरकार, सरकारी अनुसन्धान केन्द्र र विश्वविद्यालयहरूले यसमा लगानी गर्थे । बिस्तारै यो भविष्यको मुख्य प्रविधि बन्न सक्ने देखिएपछि अहिले यसमा लगानीको ठूलो प्रतिस्पर्धा भइरहेको छ ।

अमेरिका, चीन, युरोपेली संघ र अस्ट्रेलिया जस्ता देशका सरकारले क्वान्टम अनुसन्धानमा उल्लेख्य बजेट छुट्याएका छन् । निजी क्षेत्रबाट आईबीएम, गुगल, इन्टेलजस्ता ठूला कम्पनीले ठूलो रकम लगानी गरिरहेका छन् । आईबीएमले नै आगामी ५ वर्षमा १० अर्ब डलर खर्च गर्ने सार्वजनिक घोषणा गरिसकेको छ, जुन नेपालको वार्षिक बजेटकै दुई तिहाइ हिस्सा बराबर हुन्छ । त्यसैगरी अन्य कम्पनीले पनि ठूलो रकम लगानी गरिरहेका छन् ।

क्वान्टम कम्प्युटिङ बिस्तारै अनुसन्धानबाट व्यावहारिक प्रयोगतर्फ जाँदै छ । अहिलेसम्म क्वान्टम कम्प्युटिङको सबैभन्दा ठूलो उपलब्धि के हो ?

एक अनुसन्धानकर्ता र भौतिक वैज्ञानिकका रूपमा भन्नुपर्दा, अहिलेसम्मको सबैभन्दा ठूलो उपलब्धि भनेको रसायनहरूको सिमुलेसन हो । डिजिटल सुपर कम्प्युटरहरूले एप्रोक्सिमेसन (अनुमान) प्रयोग गरेर पनि समाधान गर्न नसक्ने बिन्दुमा पुगेका समस्यालाई क्वान्टम कम्प्युटरले समाधान गर्न थालेको छ । अब जति पनि नयाँ कुरा हुनेछन्, ती सबै सुपर कम्प्युटरले गर्न नसक्ने विषय मात्रै हुनेछन् ।

यस कुराले म निकै उत्साही छु । भविष्यमा क्यान्सरजस्ता जटिल रोगहरूको पूर्ण उपचार खोज्न, नयाँ औषधि पत्ता लगाउन र १०–२० वर्षअघि सम्म सोच्नै नसकिएका प्रविधि विकास गर्न यसले ठूलो मद्दत गर्ने छ । यसको पहिलो व्यावहारिक प्रयोग चाहिँ नयाँ औषधि बनाउन नै हुन्छ होला ।

यसले स्वास्थ्य सेवामा क्रान्ति ल्याउनुका साथै ठूलो आर्थिक मूल्य पनि सिर्जना गर्ने देखिन्छ । यसको सिर्जना गर्न सक्ने आर्थिक मूल्यलाई कसरी विश्लेषण गर्नुहुन्छ ?

आर्थिक र रणनीतिक महत्त्वकै कारण अहिले शक्ति राष्ट्रहरूबीच यसमा तीव्र प्रतिस्पर्धा सुरु भइसकेको छ । देशहरूले प्रविधि निर्यातमा नियन्त्रण लगाउन थालेका छन् । अमेरिका र चीनले आ–आफ्नो प्रविधि आफ्नै देशभित्र सीमित राख्न खोजिरहेका छन् । १९६० को दशकमा चन्द्रमामा कसले पहिलो पाइला टेक्ने भन्ने प्रतिस्पर्धा भए जस्तै अहिले पहिलो व्यावहारिक क्वान्टम कम्प्युटर कसले बनाउने भन्ने होडबाजी चलेको छ ।

यसले निश्चित रूपमा नयाँ आर्थिक प्रणाली रचना सिर्जना गर्ने छ । एआई केही समयअघिसम्म प्रयोगशालामा मात्र सीमित थियो तर बाहिर आएपछि ठूलो प्रभाव पार्‍यो । क्वान्टम कम्प्युटिङ पूर्णरूपमा बाहिर आउँदा यसको सम्भावना अथाह हुनेछ ।

यो पूर्ण प्रयोगमा कहिलेसम्म आउला ?

आईबीएमको रोडम्याप अनुसार २०२९ सम्ममा यसको नमुना (प्रोटोटाइप) कम्प्युटर बन्ने छ, जसमा क्युबिटहरूले वातावरणीय प्रभावका कारण डेटा नगुमाउने (एरर एक्युमुलेट नहुने) प्रविधि हुनेछ । त्यसैगरी २०३३ सम्ममा धेरै ठूला र जटिल कामहरू गर्न सक्ने पूर्ण क्षमताको क्वान्टम कम्प्युटर विकास गर्ने लक्ष्य राखिएको छ ।

तपाईं त्यही रोडम्यापमा काम गरिरहनुभएको छ ?

त्यो गन्तव्यसम्म पुग्न आवश्यक आधारभूत फिजिक्स रिसर्च गर्ने टोलीमा म आबद्ध छु । सन् २०१९ मा गुगलले क्वान्टम सुप्रिमेसी अर्थात् डिजिटल कम्प्युटरले गर्नै नसक्ने काम क्वान्टम कम्प्युटरले गर्‍यो भनेर दाबी गरेको थियो । अहिले भने उद्योग ‘क्वान्टम एडभान्टेज’ को दिशामा अघि बढेको छ । यो भनेको सुपर कम्प्युटरको तुलनामा समय, लागत र ऊर्जाका हिसाबले क्वान्टम कम्प्युटरबाट काम गर्दा फाइदा हुन्छ भन्ने प्रमाणित गर्नु हो । भर्खरै आईबीएमका क्वान्टम कम्प्युटर प्रयोग गरेर विभिन्न अनुसन्धान केन्द्रले शोधपत्रहरू प्रकाशित गरेका छन्, जहाँ हामी ‘एडभान्टेज एरा’ मा प्रवेश गर्‍यौं भन्ने उल्लेख गरेका छन् ।

क्वान्टम कम्प्युटिङबाट लाभ लिने समय सुरु भइसक्यो ?

हो, लाभ लिने बेला सुरु भइसकेको छ । आईबीएमका १४०–१५० क्युबिट भएका प्रोसेसरहरू अहिले क्लाउड मार्फत पहुँचमा आइसकेका छन् । २०३३ सम्म हजारौं–लाखौं क्युबिट भएका प्रणालीहरू बनिसक्नेछन् ।

तपाईं आईबीएमको जुन प्रयोगशालामा बसेर काम गर्नुहुन्छ, त्यसको वातावरण कस्तो छ, त्यो कस्तो ल्याब हो ?

म काम गर्ने ‘टीजे वाटसन रिसर्च सेन्टर’ को इतिहास निकै पुरानो र समृद्ध छ । हामीले दैनिक प्रयोग गर्ने क्रेडिट कार्डको ‘म्याग्नेटिक स्वाइप’, ‘क्यूआर कोड’ पढ्ने प्रविधि र डिजिटल कम्प्युटिङका सुरुवाती हार्डवेयरहरू यही ल्याबबाट विकास भएका हुन् ।

यहाँको अनुसन्धान संस्कृति एकदमै उत्कृष्ट छ । कसैलाई नतिजाको हतारो छैन, तर नयाँ कुरा खोज्ने उत्साह सबैमा छ । हरेक प्रोजेक्टको सुरुवात ‘यो के हो र किन हो ?’ भन्ने आधारभूत प्रश्नबाट हुन्छ ।

नयाँ प्रविधि र अनुसन्धानमा पक्कै पनि अनौठा र रोचक विषय हुन्छन् । क्वान्टम कम्प्युटिङमा अहिलेसम्म कस्ता अनौठा कुरा देखिएका वा पत्ता लागेका छन् ?

क्वान्टम फिजिक्समा आधारभूत सिद्धान्तहरू नै अनौठा छन् । मैले देखेका केही अनौठा विषय भन्छु ।

पहिलो– डिजिटल कम्प्युटरमा तपाईंले वान भनेर स्टोर गर्नुभयो भने त्यो वान नै रहन्छ । क्वान्टम संसारमा सुपरपोजिसन अवस्थामा रहेका क्युबिटहरूलाई तिनीहरूको स्थिति के छ भनेर मापन गर्‍यो वा सोध्यो भने तिनीहरूको अवस्था र स्टोर भएको सूचना नै परिवर्तन हुन्छ ।

दोस्रो– क्वान्टम फिजिक्समा सूक्ष्म पार्टिकल्समा वेभ (तरंग) र भौतिक कण दुवैको गुण हुन्छ । मानिसलाई पर्खालभित्र राख्यो भने नाघ्न पर्याप्त ऊर्जा नभएसम्म पारि जान सक्दैन । तर, इलेक्ट्रोनलाई इलेक्ट्रिक फिल्डको पर्खालभित्र थुनेर राख्दा, पर्याप्त ऊर्जा नभए पनि त्यो पर्खाललाई नफोडी वा ननाघी एकाएक अर्कातिर निस्कन सक्छ । यसलाई टनेलिङ भनिन्छ, जुन वेभ–पार्टिकल डुवालिटीको अवधारणाबाट मात्र गणितीय रूपमा व्याख्या गर्न सकिन्छ ।

तेस्रो– पौराणिक कथामा नारदमुनि एक ठाउँबाट गायब भएर अर्काे ठाउँमा निस्किए जस्तै, क्वान्टम फिजिक्समा पनि कुनै सूचना एक ठाउँबाट अर्को ठाउँमा पुग्न सक्छ । यसलाई क्वान्टम टेलिपोर्टेसन भनिन्छ । तर, कुनै वस्तु वा कण नभई त्यसमा रहेका सूचना मात्रै ट्रान्स्फर हुन्छ ।

इन्ट्याङ्गल गरिएका दुई सूक्ष्म कणलाई ब्रह्माण्डको दुई फरक कुनामा राखे पनि, तार वा कुनै भौतिक माध्यम प्रयोग नगरीकनै एक ठाउँको क्वान्टम सूचना अर्काे ठाउँमा सिधै पठाउन सकिन्छ । यो ब्लुटुथ वा वाइफाई जस्तो होइन । ब्लुटुथ वा वाइफाई इलेक्ट्रोम्याग्नेटिक तरंग प्रयोग हुन्छन्, तर क्वान्टम टेलिपोर्टेसनमा बीचमा केही पनि हुँदैन । बीचमा कुनै माध्यम नै नभई असीमित दुरीसम्म सूचना ट्रान्स्फर यो प्रविधिबाट हुन्छ ।

नेपालका विश्वविद्यालयबाट आधारभूत शिक्षा लिएर अन्तर्राष्ट्रिय स्तरको यति ठूलो अनुसन्धानमा सहभागी भइरहँदा, नेपालको विश्वविद्यालय शिक्षा र नेपाली वैज्ञानिकहरूको स्थितिलाई कसरी हेर्नुहुन्छ ?

विज्ञान र प्रविधिको कुनै भौगोलिक वा राजनीतिक सीमा हुँदैन । नेपाली वैज्ञानिक र प्रविधिज्ञहरूले विश्वका अग्रणी प्रविधि र क्वान्टम कम्प्युटिङ जस्ता उच्च अनुसन्धान क्षेत्रहरूमा महत्त्वपूर्ण योगदान दिइरहेका छन् ।

हामीकहाँ उच्च जोखिम र ठूलो लगानीका अनुसन्धानमा लगानी गर्ने क्षमता अहिल्यै भइनसकेकाले धेरैजसो नेपाली वैज्ञानिक विदेशी प्रयोगशालाहरूमा कार्यरत हुनुहुन्छ । तर, अहिले नेपाली मूलका अनुसन्धानकर्ताहरूले विश्वस्तरमा गरिरहेको योगदान गर्व गर्न लायक छ ।

भविष्यमा यो प्रविधि पूर्णरूपमा विकास भइसक्दा, पूर्वाधार र आर्थिक रूपमा पछि परेको नेपालजस्तो देशले यसबाट कसरी फाइदा लिन सक्छ ?

जुनसुकै प्रविधिका दुई वटा पाटा हुन्छन्– एउटा प्रविधि बनाउने र अर्काे त्यसको प्रयोग गर्ने ।

हामी आफैंले हार्डवेयर वा क्वान्टम कम्प्युटर नबनाए पनि नेपालका विश्वविद्यालयहरूमा सैद्धान्तिक अध्ययन र अनुसन्धान गर्ने विज्ञहरूको कमी छैन । कम्प्युटिङ साइन्स, फिजिक्स, केमिस्ट्री र बायोलोजीका नेपाली अनुसन्धानकर्ताहरूले क्वान्टम कम्प्युटिङका व्यावहारिक प्रयोगहरू (युज–केसहरू ) र सफ्टवेयर र एल्गोरिदममा अनुसन्धान गर्न सक्छन् । क्लाउड मार्फत प्रविधि उपलब्ध हुने भएकाले नेपालमै बसेर यसको प्रयोग र अनुसन्धान गरी यो प्रविधि क्रान्तिबाट नेपालले ठूलो लाभ लिन सक्छ ।

भनेपछि अहिलेको यो पूर्वतयारी चरणमा विश्वविद्यालयहरूले काम गर्नुपर्‍यो ?

हो, अहिले नै पूर्व तयारीतिर लागिएन भने पछि ढिला हुन्छ र प्रविधि अपनाउनमा नै समय बित्छ ।

तपाईं यस क्षेत्रमा जोडिएको हुनाले व्यक्तिगत वा संस्थागत रूपमा नेपालमा केही योगदान दिनेबारे सोच्नुभएको छ ?

अहिले म आईबीएममा आबद्ध भएकाले प्रत्यक्षभन्दा पनि कम्पनी र अनुसन्धान संस्थाहरूसँगको साझेदार मार्फत सहयोग गर्न सकिन्छ । क्लाउडमा रहेका क्वान्टम कम्प्युटर प्रयोग गर्न हरेक सेकेन्डको शुल्क लाग्छ, तर अनुसन्धानकर्ताहरूले फन्डिङका लागि आवेदन दिए अनुसन्धानका लागि निश्चित समय नि:शुल्क उपलब्ध हुन्छ । त्यसैले नेपालका अनुसन्धानकर्ताहरूले ती प्रणाली प्रयोग गर्न चाहे पहुँच सहज बनाउने र कसरी अघि बढ्ने भन्नेमा सहजीकरण गर्न सकिन्छ ।

भविष्यमा नेपाली समाजलाई केही योगदान गर्ने कस्तो योजना छ ?

अहिले नै त प्रयोगात्मक अनुसन्धानमै मेरो ऊर्जा लगाउने मन छ । तर, आगामी ५ देखि १० वर्षपछि यस क्षेत्रमा थप विशेषज्ञता हासिल गरेर नेपाल फर्कने सोच छ । यहाँ आएर अनुसन्धान केन्द्र चलाउने, कुनै विश्वविद्यालय वा गैरनाफामूलक संस्थामार्फत अनुसन्धान र अध्यापनमा सक्रिय हुने योजना छ ।

हामीले पढ्दा प्रोफेसरहरूले आफ्ना सफलताका अनुभव सुनाउँदा प्रेरित हुन्थ्यौं । त्यसैले ५–१० वर्षपछि कुनै विश्वविद्यालयमा प्राध्यापक वा साझेदारका रूपमा जोडिएर नयाँ पुस्तालाई तयार पार्न सहयोग गर्ने मेरो योजना छ ।