Quantum က အနာဂတ်ကြီးကို ထပ်မံပြောင်းလဲနိုင်လား?
လက်ရှိကမ္ဘာပေါ်မှာ အမြန်ဆုံးဆိုတဲ့ FRONTIER Computer ရဲ့ ၄၇ နှစ်ကြာတွက်ချက်ရမယ့် ပုစ္ဆာကို Google ရဲ့ Sycamore လိုခေါ်တဲ့ 50 qubits Quantum Computer က စက္ကန့်နည်းနည်း လေးအတွင်းမှာပဲ အဖြေထုတ် ပေးနိုင်ခဲ့ပါတယ်။ အဲ့ဒီတော့ အနာဂတ်မှာ Quantum Computer တွေ အသုံးဝင်လာမယ့်အပေါ် မှန်းဆကြည့်နိုင်ပါတယ်။ အဲ့နည်းတူ Quantum computer ဆိုတာတွေ ကလည်း Tech လောကမှာ စိတ်ဝင်တစားစောင့်ကြည့်နေကြရတဲ့ အရာဆိုလည်းမမှားပါဘူး။ ဒါနဲ့တင် မပြီးသေးဘဲ Quantum က ကျတော်တို့သိတဲ့ Theory တစ်ခုကို ချိုးဖျက်ပြနေပါတယ်။ အဲ့သီအိုရီကတော့ အားလုံးသိကြတဲ့ Albert Einstein ရဲ့ “Relativity Theory”ပါ။ အဲ့တော့ ကျွန်တော့်အနေနဲ့ Quantum က အနာဂတ်ကို ထပ်မံပြောင်းလဲနိုင်မှာလားလို့ မေးလာရင် “ဟုတ်ကဲ့” လို့ပဲ ဖြေရမှာပါ။
ဒီကနေ့မှာတော့ Quantum Computing အကြောင်းကိုမပြောမှာမဟုတ်ပေမယ့်လည်း လက်ရှိစျေးကွက်ထဲမှာ ရောင်းချနေကြပြီဖြစ်တဲ့ QLED TV တွေမှာပါတဲ့ Quantum Dots အကြောင်းကို ပြောပြမှာ ဖြစ်ပါတယ်။ QLED ကို Tech ပိုင်းတွေ နဲ့ပြောမှာမဟုတ်သလို၊ Business ရှု့ထောင့်ကနေလည်း ပြောပြမှာမဟုတ်ပါဘူး။ ဒီနေ့ ပြောပြမှာကတော့ QLED တွေမှာပါတဲ့ Quantum Dots တွေရဲ့ အလုပ်လုပ်ပုံကို သိပ္ပံနည်းကျပဲချဉ်းကပ်မှာပါ။ သိပ္ပံနည်းဖြင့် ချဉ်းကပ်ရခြင်းမှာ ကျွန်တော်တို့သုံးနေတဲ့ IT devices တွေဟာ Physics၊ Chemistry နယ်ပယ်တွေကနေအစ ပြုခဲ့ကြတာတွေပဲ ဖြစ်နေလို့ပါ။
Quantum ဆိုတာဘာလဲ?
ကျွန်တော်တို့အနေနဲ့ ရေတစ်ခွက်ကို နှစ်ခွက်ခွဲလို့ရတယ်။ ရေတစ်စက်ကို ရေမွှား နှစ်မွှား ဖြစ်အောင်အထိခွဲလို့ရပါတယ်။ အဲ့ဒီနည်းတူ H2O ကိုလည်း ခွဲလို့ရပါတယ်။ H2O ကိုခွဲလိုက်တဲ့အခါ အက်တမ် (Atom) (3) လုံးရရှိလာပါမယ်။ ဟိုက်ဒြိုဂျင် (H) အက်တမ်နှစ်လုံးနဲ့ အောက်စီဂျင် (O) တစ်လုံး ကိုရရှိပါမယ်။ အဲ့ဒီအခါမှာ H2O မော်လီကျူးနဲ့ ဂုဏ်သတ္တိဖြစ်တဲ့ ရေကိုတော့မရရှိတော့ပါဘူး။ ရေဖြစ်ဖြစ်၊ လေဖြစ်ဖြစ်၊ သစ်သားဖြစ်ဖြစ် ဘယ်ဒြပ်သားမဆို အသေးဆုံးအစိတ်အပိုင်းထိ လိုက်ခွဲကြည့်ရင် ရလာတဲ့ “အသေးဆုံး အစအန” (ဒါမှမဟုတ်) “အသေးဆုံးယူနစ်” ကို Quantum လို့ခေါ်ပါတယ်။ ဒီနေရာမှာ Quantum အကြောင်းပြောရင် ပြီးမှာမဟုတ်တော့တဲ့အတွက် အတိုချုံ့ မိတ်ဆက်ပေးလိုက်ပါတယ်။
Quantum Dots ဆိုတာဘာလဲ?
Quantum Dots လို့ပြောလိုက်တာနဲ့ အထူးအဆန်းကြီး ဖြစ်စရာမလိုပါဘူး။ Quantum Dots ဆိုတာ အမှန်မှာ ပုံဆောင်ခဲ (အမှုန်လေး) တွေပါ။ ပုံဆောင်ခဲဆိုတာကတော့ ကျွန်တော်တို့မြင်ဖူးနေကျ အိမ်သုံးဆား၊ သကြားတို့ပဲ ဖြစ်ပါတယ်။ ဒါပေမဲ့ Quantum Dots မှာကျ Quantum ဆိုတဲ့အတိုင်း ပုံဆောင်ခဲမှာ Quantum ဂုဏ်သတ္တိ ပါဝင်နေတာပါ။ ဒါကြောင့် Quantum Dots ဆိုတာ Quantum ဂုဏ်သတ္တိပါတဲ့ အမှုန် (ဒါမှမဟုတ်) ပုံဆောင်ခဲလို့ ဆိုလိုပါတယ်။
Quantum Dots ဂုဏ်သတ္တိဆိုတာဘာလဲ (ဒါမှမဟုတ်) ဘယ်လိုမျိုး အလုပ်လုပ်ကြလဲ?
မြင်သာအောင် ဉပမာပေးရမယ်ဆိုရင် အရင်ဆုံး Atom တစ်လုံးကိုကြည့်လိုက်ကြရအောင်။ Atom ဆိုတာ အားလုံးသိကြတဲ့အတိုင်း အလယ်မှာ Nucleus ရှိပြီး Nucleus ကို Electrons က လှည့်ပတ်နေပါတယ်။ ထို Atom တစ်လုံးကို ကျွန်တော်တို့က ဘေးကနေ Electromagnetic Energy (လျှပ်စစ်သံလိုက်စွမ်းအင်) ကို Photon တစ်လုံးအနေနဲ့ ပေးလိုက် ဒါမှမဟုတ် ပစ်လွှတ်လိုက် မယ်ဆိုပါစို့။ Photon လို့ပြောတဲ့အတွက် Visible spectrum (အလင်းရောင်စဉ်) မှာပါတဲ့ Gamma Rays (or) X-Rays (or) UV (or) infrared (or) Radio waves တစ်ခုခုကို ဆိုလိုပါတယ်။
ကျွန်တော်တို့ ပစ်လွှတ်လိုက်တဲ့ Photon က Atom ကို လာရိုက်မိတဲ့အခါ အဲ့ဒီ Photon က ပျောက်ထွက်မှာ ဖြစ်ပါတယ်။ Photon ပျောက်ထွက်အပြီးမှာ Photon ထဲမှာရှိတဲ့ Energy က Atom မှာရှိတဲ့ Electron ထဲကိုရောက်ရှိသွားပြီး Electron က အားကောင်းလာပါလိမ့်မယ်။ အဲ့ဒီဖြစ်စဉ် မဖြစ်မီမှာ Electron ဟာ စွမ်းအင်နိမ့်ပတ်လမ်းကနေ Nucleus ကို ပတ်နေတာပါ။ အဲ့ဒီဖြစ်စဉ် အပြီးမှာတော့ Electron က အားကောင်းလာတဲ့အတွက် စွမ်းအင်နိမ့်ပတ်လမ်းမှ စွမ်းအင်မြင့်ပတ်လမ်း သို့ ခုန်ကူးသွားပါတယ်။ သို့ပေမဲ့လည်း Electron က စွမ်းအင်မြင့်ပတ်လမ်းတွင်ကြာကြာ မနေနိုင်ဘဲ စွမ်းအင်နိမ့်ပတ်လမ်းကို ပြန်ပြီးပြုတ်ကြလာပါလိမ့်မယ်။ Electron ဟာ အဲ့လိုပြုတ်ကြလာတဲ့အခါ သူယူထားတဲ့ စွမ်းအင်ကို ပြန်ပေးရပါမယ်။ တစ်နည်းအားဖြင့် အမြင့်ကနေပြုတ်ကြလာတဲ့အခါ စွမ်းအင်တစ်ခု ပြန်ထွက်လာတယ်လို့ မြင်နိုင်ပါတယ်။ အဲ့ဒီ Electron က ပြန်ထုတ်ပေးရမယ့်စွမ်းအင်ကို Photon တစ်လုံးအနေနဲ့ ပြန်ထုတ်ပေးပါတယ်။ ဒီနေရာမှာ နားလည်ထားသင့်တာက Atom ကို လာရိုက်တဲ့ Photon နဲ့ ပြန်ထုတ်ပေးတဲ့ Photon မှာ မတူညီပါဘူး။ ထွက်လာတဲ့ Photon ဟာ Electron ဘယ်လောက်မြင့်မြင့်တက်ပြီး ပြန်ပြုတ်ကျလာလဲပေါ်မူတည်ပြီး Visible specturm (အလင်းရောင်စဉ်) ထဲက စွမ်းအင်တစ်ခုခု ဖြစ်သွားမှာပါ။
Quantum Dots ရဲ့အလုပ်လုပ်ပုံကလည်း အဲ့ဒီအတူပါပဲ သူ့ကို ဘေးကနေ Photon တစ်လုံးက လာရိုက်တဲ့အခါ အဲ့ Photon ကိုစုပ်ယူထားပြီး သူ့ရဲ့ ကိုယ်ပိုင်အလင်းရောင် ပြန်ထုတ်ပေးပါတယ်။ အလင်းပြန်ခြင်းမျိုးမဟုတ်ပါဘူး။ ဒီလောက်ပဲလို့ဆိုလိုက်ရင် Quantum ဆိုတာ ဘယ်စိတ်ဝင်စားစရာ ကောင်းပါတော့မလဲ။ ဒီတော့ Quantum Dots ရဲ့ထူခြားချက်မှာ သူ့ကိုလာရိုက်တဲ့ Photon က ဘာပဲ ဖြစ်နေပါစေ၊ သူပြန်ထုတ်ပေးမယ့်အရောင်ကတော့ တစ်မျိုးတည်းဖြစ်နေတာပါ။ အဓိပ္ပာယ်မှာ Quantum Dots ဟာ သူ့ကိုလာရိုက်တဲ့ Photon ရဲ့ အရောင်ပေါ်မှာ မမူတည်ပါဘူး။ ဘယ်ပေါ်မှာ မူတည်လဲဆိုရင်တော့ Quantum Dots ကို တည်ဆောက်စဉ်မှာ ပါဝင်တဲ့ ဒြပ်စင်တွေနဲ့ Quantum Dots ရဲ့ အရွယ်အစားပေါ်မှာ မူတည်ပါတယ်။
ဒါဆို Quantum Dots တွေရဲ့ အရွယ်အစားတွေဘယ်လောက်သေးလဲ?
ကျွန်တော်တို့တွေအနေနဲ့ Quantum Dots အရွယ်အစားကိုတိုင်းဖို့ ဆိုရင် ‘Nanometer’ scale နဲ့တိုင်းတာရပါတယ်။
1 nanometer = 1 meter ၏ အပုံ သန်း ၁၀၀၀ ပုံ တစ်ပုံ
ယခုလက်ရှိအသုံးပြုနေတဲ့ Quantum Dots ရဲ့ အရွယ်အစားမှာ 2 nanometer မှ 7 nanometer ထိပဲ ရှိပါတယ်။ Quantum Dots ရဲ့ အရွယ်အစားသေးရင် စွမ်းအင်မြင့် (ခရမ်းရောင်, အပြာရောင်, စသည့်...) အရောင်တွေကိုထုတ်ပေးပြီး Quantum Dots ရဲ့ အရွယ်အစားကြီးရင် စွမ်းအင်နိမ့် (အနီရောင်, လိမ္မော်ရောင်, စတဲ့) အရောင်တွေကို ထုတ်ပေးပါတယ်။ အရောင်တွေရဲ့ စွမ်းအင် အနိမ့်အမြင့်တွေကိုတော့ Visible specturm မှာ ကြည့်ရှုနိုင်ပါတယ်။ ဒါဆိုမေးစရာရှိလာတာက Qunatum Dots မှာ အရောင်မရှိ ဘူးလားဆိုတာပါပဲ။ “မဟုတ်ပါဘူး” Quantum Dots တွေကို အပြာရောင်တစ်မျိုးတည်းပဲပေးထားတာပါ။
ဒါဆို Quantum Dots တွေကို ဘယ်နေရာမှာ အသုံးပြုမှာလဲ?
အပေါ်မှာပြောခဲ့သလိုပဲ ပထမဦးဆုံးကတော့ LED TV တွေမှာ အသုံးပြုနေပါပြီ။ ဘယ်လိုမျိုးလဲဆိုလျှင် LED မီးလုံးလေးတွေထဲမှာ Quantum Dots တွေပါထည့်ပြီး တည်ဆောက် ထားတာမျိုးပါ။ LED TV နဲ့ QLED TV ဘာကွာလဲဆိုရင် Quantum Dots မှာ ထုတ်ပေးတဲ့အရောင်ဟာ အင်မတန်မှ တိကျပါတယ်။ အနီရောင်ဆို အနီရောင်ကိုထုတ်ပေးပြီး အနီရောင်တောက်တောက်ဆို အနီရောင်တောက်တောက်ကိုသာ ထုတ်ပေးပါတယ်။ ကြက်သွေးရောင်ဆိုလည်း ကြက်သွေးရောင် ကိုသာ ထုတ်ပေးပါတယ်။ အနီရောင် ဖြစ်ရင်ပြီးရောဆိုပြီး အနီရောင်ဖျော့ဖျော့တွေ ထုတ်မပေးပါဘူး။ ဒါကြောင့် ရိုးရိုး LED TV နဲ့ ယှဉ်လိုက်ရင် အရောင်အသွေးက တိကျပြီး စိုစိုပြေပြေလေးထွက်လာမှာပါ။ Quantum Dots ကိုအသုံးပြုနေတာဟာ ဒီတစ်နေရာတည်းပဲမဟုတ်ပါဘူး။ တခြားနယ်ပယ် များမှာလည်း သုတေသနများ ဆက်လက်လုပ်ဆောင်လျက် ရှိပါတယ်။ ဉပမာ- ဆေးပညာနယ်ပယ်၊ Solar Cells ထုတ်လုပ်မှုနယ်ပယ်၊ ဖုန်း Laptop screen တွေမှာ ထုတ်လုပ်နိုင်အောင် ကြိုးစားနေကြပါတယ်။
ဖုန်း နဲ့ Laptop တွေမှာ အသုံးပြုခြင်းအားဖြင့် အရောင်အသွေးတင်မကဘဲ screen size တွေဟာလည်း ယခင်ကထက် ပိုမိုပါးလွှာတဲ့ screen မျိုးတွေ ဖြစ်လာနိုင်ပါတယ်။ Quantum Dots တွေရဲ့ အရေးပါပုံ ဟာ တကယ့်ကို အပြောင်းအလဲဖြစ်စေမယ့်အရာမျိုးပါ။ လူငယ်တွေအနေနဲ့ IT ရေစီးကြောင်းကို လိုက်မီဖို့ ကျွန်တော်က ဒီနေ့မှာ Quantum Dots အကြောင်းနဲ့ Quantum Dots တွေရဲ့ အလုပ် လုပ်ဆောင်ပုံ၊ ဂုဏ်သတ္တိတွေကို မျှဝေပေးလိုက်ရခြင်း ဖြစ်ပါတယ်။ အဲ့ဒီတော့ အစမှာပြောခဲ့သလို Quantum တွေဆိုတာက အနာဂတ်ကြီးကို ထပ်မံပြောင်းလဲစေမယ့် အပြောင်းအလဲကြီးကို ယူဆောင်လာမယ့်အရာပဲ ဖြစ်ပါတယ်။ ဒါ့ကြောင့် IT စိတ်ဝင်စားတဲ့ လူငယ်တွေအနေဖြင့် ဒီလိုတိုးတက်နေတဲ့ခေတ်ကြီးမှာ ထပ်ပြီးနောက်ကြမကျန်ခဲ့စေဖို့ Quantum Computing အကြောင်းကိုလည်း လေ့လာထားသင့်ပါတယ်။ Quantum Computing ဟာလည်း ယခုလက်ရှိ Computer များကို အပြောင်းအလဲများစွာ ဖြစ်သွားစေမှာပါ။ Quantum Dots နဲ့ Quantum ကို သုတေသနလုပ်နေကြတဲ့ နယ်ပယ်များ၊ Quantum Computing အကြောင်းများ ကိုတော့ အခွင့်အခါသင့်ရင် နောက်ရက်များမှာ ဆက်လက်ပြောပြသွားပါမယ်။
Thu Ta Nyi Nyi
DCBM (Batch -18)
Undergraduate Programme