ലോകത്തെ ആദ്യ ഗ്രാഫീൻ സെമികണ്ടക്ടർ! ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടറിനെ കരുത്തുറ്റതാക്കുമോ?

ലോകത്തിലെ ആദ്യ ഗ്രാഫീൻ അധിഷ്ഠിത സെമിക്കണ്ടക്ടർ വികസിപ്പിച്ചിരിക്കുകയാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ. ഭാവിയിൽ ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടറുകൾ ഉൾപ്പെടെയുള്ളവയെ പ്രവർത്തനയോഗ്യമാക്കാൻ ഇതുപകരിക്കുമെന്നാണു കണക്കുകൂട്ടൽ. ഇതു സംബന്ധിച്ച ഗവേഷണത്തിന്റെ വിവരങ്ങൾ നേച്ചർ മാഗസിനിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു.

സ്റ്റീലിനെക്കാൾ ഇരുനൂറു മടങ്ങ് കരുത്ത്, 'വണ്ടർ മെറ്റീരിയൽ' എന്നു വിളിപ്പേര്. ഇലക്ട്രോണിക്സ് വ്യവസായരംഗത്തും മറ്റും ഭാവിയിൽ നിർണായക സ്ഥാനമുണ്ടാകുമെന്നു പ്രതീക്ഷിക്കപ്പെടുന്ന വസ്തുവാണു ഗ്രാഫീൻ. കാർബണിന്റെ രൂപങ്ങളിൽ ഒരെണ്ണവും സ്ഥിരം കാണപ്പെടുന്നതുമായ ഗ്രാഫൈറ്റ് ഒട്ടേറെ കാർബൺ പാളികൾ ചേർത്തടുക്കിയതുപോലുള്ള ഒരു ഘടനയാണ്. ഇതിന്റെ ഒറ്റപ്പാളിയാണ് സിംഗിൾ ലെയേർഡ് ഗ്രാഫീൻ.

രണ്ടു മുതൽ പത്തു വരെ പാളികൾ ചേർന്ന നിലയിലും ഗ്രാഫീനുണ്ട്. ഫ്യൂ ലെയേർഡ് ഗ്രാഫീനുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഇവയ്ക്കും വ്യത്യസ്തവും ഉപകാരപ്രദവുമായ ഒട്ടേറെ സവിശേഷതകളുണ്ട്.വൈദ്യുതി, താപം എന്നിവയുടെ ഒന്നാംതരം ചാലകമായ ഗ്രാഫീന് ഇലക്ട്രോണിക്‌സ് മേഖലയിൽ ഒട്ടേറെ സാധ്യതകളുണ്ട്. മറ്റു മൂലകങ്ങളും വസ്തുക്കളുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് വളരെ മികച്ച സവിശേഷതകളുള്ള പുതിയ വസ്തുക്കളെ ഗ്രാഫീനുപയോഗിച്ചു നിർമിക്കാനുമാകും.

ബാറ്ററി, കംപ്യൂട്ടർ ചിപ്, സൂപ്പർ കപ്പാസിറ്റർ, വാട്ടർ ഫിൽറ്റർ, ആന്റിന, സോളർ സെൽ, ടച്ച് സ്‌ക്രീൻ തുടങ്ങി ഇക്കാലത്ത് ആവശ്യമായ വിഭിന്നമായ ഒട്ടേറെ വസ്തുക്കളുടെ നിർമാണത്തിനു ഗ്രാഫീൻ ഉപയോഗിക്കാം.ഏറ്റവും കരുത്തുറ്റ വസ്തുക്കളിലൊന്നായതിനാൽ നിർമാണമേഖലയിലും സാധ്യതകളുണ്ട്. 2010ൽ കെമിസ്ട്രിയിലെ നൊബേൽ പുരസ്‌കാരം ഗ്രാഫീൻ ആദ്യമായി വേർതിരിച്ചെടുത്ത ആന്ദ്രേ ഗെയിം, കോൺസ്റ്റാന്റിൻ നോവോസെലോവ് എന്നിവർക്കാണു ലഭിച്ചത്.

വരുംകാലത്ത് ഏറെ നിർണായകമാകുമെന്നു കരുതപ്പെടുന്ന നാനോടെക്‌നോളജി സാങ്കേതികവിദ്യയിലും ഗ്രാഫീൻ നിർണായകമായ ഒരു സ്ഥാനം വഹിക്കുന്നുണ്ട്. കേരളത്തിലും ഗ്രാഫീൻ സംബന്ധിച്ച പദ്ധതികൾ പണിപ്പുരയിലാണ്. 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 വഴിയില്ലെന്നാണ് ഗവേഷകരുടെ അനുമാനം.