குவாண்டம் சிமுலேஷன்களுக்கு சரிபார்க்கக்கூடிய பிழை வரம்பு: இயற்பியலாளர் கண்டுபிடிப்பு

குவாண்டம் சிமுலேட்டர்கள் தரும் முடிவுகளுக்கு எண் அளவிலான பிழை வரம்புகளை இணைக்கும் ஒரு முறையை இயற்பியலாளர்கள் நிரூபித்துள்ளனர். இது இத்துறையில் வளர்ந்து வரும் ஒரு பிரச்சினையைத் தீர்க்கிறது. இந்தக் கருவிகள் சாதாரண கணினிகளால் கையாள முடியாத கணக்கீடுகளைச் செய்யும் அளவுக்கு சக்திவாய்ந்ததாக மாறும்போது, அவற்றின் பதில்கள் சரியானவையா என்பதைச் சரிபார்க்க எளிய வழி இல்லாமல் போகிறது. முனிக் தொழில்நுட்பப் பல்கலைக்கழகத்தின் (TUM) டிரிஸ்டன் கிராஃப்ட் இந்த முறையை உருவாக்கிய குழுவுக்குத் தலைமை தாங்கினார். இன்ஸ்புருக் பல்கலைக்கழகம் மற்றும் ஆஸ்திரிய அறிவியல் அகாடமியின் குவாண்டம் ஒளியியல் மற்றும் குவாண்டம் தகவல் நிறுவனத்தின் (IQOQI) பீட்டர் ஸோலர், TUM-ன் பார்பரா கிராஸ் ஆகியோரும் இதில் இணைந்தனர். இது பிசிக்கல் ரிவியூ எக்ஸ் இதழில் வெளியிடப்பட்டது.

குவாண்டம் சிமுலேட்டர்கள் என்பன, மற்ற குவாண்டம் அமைப்புகளின் நடத்தையைப் பிரதிபலிக்க வடிவமைக்கப்பட்ட இயற்பியல் அமைப்புகள். சாதாரண கணினிகளால் கையாள முடியாத அளவு சிக்கலான பல-துகள் பிரச்சினைகளை ஆய்வு செய்ய இவை மிகவும் பயனுள்ளவை. ஆனால், உண்மையான கருவிகள் குறையுள்ளவை: எதிர்பார்த்ததை விட வேறுவிதமாக இடைவினைகள் நடக்கலாம்; அமைப்பும் அதன் அளவீடுகளும் இரைச்சலால் பாதிக்கப்படலாம். ஒரு சிமுலேட்டர் வடிவமைக்கப்பட்டபடியே சரியாக செயல்படும் என அனுமானிப்பதற்குப் பதிலாக, அது உண்மையில் எப்படி இயங்குகிறது என்பதைக் கண்டறிய ஆராய்ச்சியாளர்கள் பரிசோதனை அளவீடுகளைப் பயன்படுத்தினர். பின்னர், அதனால் ஏற்படும் நிச்சயமற்ற தன்மைகள் சிமுலேஷன் முடிவை எப்படிப் பாதிக்கின்றன என்பதைக் கணக்கிட்டனர். இப்படி, ஒரு தனி முடிவை, அளவிடப்பட்ட பிழை வரம்புகளுடன் கூடிய முடிவாக மாற்றினர்.

இன்ஸ்புருக்கில், மனோஜ் ஜோஷி மற்றும் கிறிஸ்டியன் ரூஸ் தலைமையிலான பரிசோதனைக் குழு, ஒரு அயன்-பொறி குவாண்டம் சிமுலேட்டரில் இந்த முறையைச் சோதித்தது. முதலில், 10 அயன்களைக் கொண்ட ஒரு சங்கிலியில் இதைப் பயன்படுத்தினர். இந்த அளவு சாதாரண கணினியில் இன்னும் கணக்கிடக்கூடியது என்பதால், கணிக்கப்பட்ட பிழை வரம்புகளை சுயேச்சையான அளவீடுகளுடன் ஒப்பிட்டு சரிபார்த்தனர். பின்னர், 51 அயன்கள் வரையிலான சங்கிலிக்கு இம்முறையை விரிவுபடுத்தினர். இதே அணுகுமுறை மிகப் பெரிய அமைப்புகளுக்கும், அதாவது சாதாரண கணினிகளால் முழுமையாகச் சரிபார்க்க முடியாத அமைப்புகளுக்கும் பொருந்தும் என்பதைக் காட்டினர்.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் தற்போது இரு-பரிமாண குவாண்டம் சிமுலேட்டர்களுக்கு ஏற்ப இம்முறையை மாற்றியமைத்து வருகின்றனர். துகள்களின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்கும்போது, அவற்றை சாதாரண கணினியில் சரிபார்ப்பது இன்னும் கடினமாகிறது. இந்த அணுகுமுறை 'குவாண்டம் மேலாதிக்கத்தை' எண்ணளவில் அளக்க உதவக்கூடும் என ஆராய்ச்சியாளர்கள் கூறுகின்றனர். குவாண்டம் மற்றும் சாதாரண அமைப்புகளை வேகம் அல்லது அளவின் அடிப்படையில் மட்டும் ஒப்பிடாமல், ஒரே பிரச்சினையை ஒவ்வொன்றும் எவ்வளவு நம்பகமான, சரிபார்க்கக்கூடிய பிழை வரம்பிற்குள் தீர்க்கிறது என்பதன் அடிப்படையில் இது ஒப்பிடும்.