បញ្ហា (The Problem)៖ ការសាយភាយកម្ដៅចេញពីប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងសៀគ្វី CMOS បែបបុរាណនៅក្នុងបរិស្ថានត្រជាក់ខ្លាំង (Cryogenic environment) កំពុងក្លាយជាឧបសគ្គចម្បងក្នុងការបង្កើនទំហំ និងសមត្ថភាពរបស់កុំព្យូទ័រកង់ទិច (Quantum computers)។
វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានធ្វើការរចនា និងពិសោធន៍ក្លែងធ្វើប្រព័ន្ធសៀគ្វីតក្កវិទ្យាដែលអាចត្រឡប់បាន (Reversible logic circuits) ដើម្បីប្រៀបធៀបកម្រិតនៃការសាយភាយកម្ដៅជាមួយនឹងសៀគ្វី CMOS ស្តង់ដារ។
លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖
| វិធីសាស្ត្រ (Method) | គុណសម្បត្តិ (Pros) | គុណវិបត្តិ (Cons) | លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result) |
|---|---|---|---|
| CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) សៀគ្វី CMOS បែបបុរាណ |
ជាបច្ចេកវិទ្យាស្តង់ដារដែលគេស្គាល់ច្បាស់ ងាយស្រួលរចនា និងមានល្បឿនលឿននៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។ | បញ្ចេញកម្ដៅខ្លាំងនៅក្នុងបរិស្ថានត្រជាក់ខ្លាំង (Cryogenic) ដែលរារាំងដល់ការពង្រីកទំហំកុំព្យូទ័រកង់ទិច។ | ប្រើប្រាស់ថាមពលថេរ ១/២ CV² ក្នុងមួយប្រតិបត្តិការ និងមានការសាយភាយកម្ដៅខ្ពស់ជាប្រចាំ។ |
| Reversible Logic / Q2LAL (Quiet 2-Level Adiabatic Logic) សៀគ្វីតក្កវិទ្យាដែលអាចត្រឡប់បាន និងប្រើប្រាស់ថាមពល Adiabatic |
អាចកែច្នៃថាមពលឡើងវិញ និងកាត់បន្ថយការសាយភាយកម្ដៅបានយ៉ាងច្រើននៅក្នុងបន្ទប់ត្រជាក់ (Cryostat)។ | ទាមទារល្បឿននាឡិកាយឺតជាងមុន (ឧ. 1 MHz) និងត្រូវការប្រព័ន្ធនាឡិកាបញ្ជាអគ្គិសនីដ៏ស្មុគស្មាញពហុដំណាក់កាល។ | កាត់បន្ថយការសាយភាយកម្ដៅបាន ១៣១ដង នៅល្បឿន 1 MHz និងស៊ីថាមពលក្នុងកម្រិត O(1/τ)។ |
ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការស្រាវជ្រាវនេះពឹងផ្អែកជាចម្បងទៅលើការក្លែងធ្វើសៀគ្វីតាមរយៈកម្មវិធីកុំព្យូទ័រ ដោយមិនទាមទារឧបករណ៍ផលិតបន្ទះឈីបជាក់ស្តែងនោះទេ។
ការសិក្សានេះពឹងផ្អែកទាំងស្រុងលើការពិសោធន៍ក្លែងធ្វើតាមរយៈកម្មវិធី (Simulation) ដោយប្រើប្រាស់ម៉ូដែលត្រង់ស៊ីស្ទ័រស្តង់ដារពាណិជ្ជកម្ម នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាពទាបខុសពីធម្មតា។ ទោះបីជាលទ្ធផលបង្ហាញពីភាពវិជ្ជមានក្តី តែវានៅខ្វះការបញ្ជាក់ពីការផលិតសៀគ្វីជាក់ស្តែងដែលអាចនឹងមានបញ្ហារំខាន (Noise)។ សម្រាប់កម្ពុជា ការពឹងផ្អែកលើការក្លែងធ្វើនេះគឺល្អសម្រាប់ការចាប់ផ្តើមសិក្សាស្រាវជ្រាវដោយមិនបាច់ចំណាយធនធានច្រើនលើការផលិត Hardware ផ្ទាល់។
បច្ចេកវិទ្យាកុំព្យូទ័រកង់ទិចមានភាពជឿនលឿនខ្លាំង ដែលមិនទាន់អាចអនុវត្តផ្ទាល់ក្នុងឧស្សាហកម្មកម្ពុជានៅពេលឆាប់ៗនេះទេ ប៉ុន្តែវាជាមូលដ្ឋានគ្រឹះដ៏ល្អសម្រាប់ការអប់រំកម្រិតខ្ពស់។
ជារួម ឯកសារនេះសាកសមបំផុតសម្រាប់ប្រើជាឯកសារយោងក្នុងកម្មវិធីសិក្សាថ្នាក់អនុបណ្ឌិត ឬបណ្ឌិតនៅកម្ពុជា ដើម្បីពង្រឹងសមត្ថភាពក្នុងការរចនាសៀគ្វីជំនាន់ថ្មី និងស្ថាបត្យកម្មកុំព្យូទ័រ។
ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖
| ពាក្យបច្ចេកទេស | ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) | និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition) |
|---|---|---|
| Reversible logic | ជាប្រភេទសៀគ្វីតក្កវិទ្យាដែលត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីកុំឱ្យបាត់បង់ព័ត៌មានកំឡុងពេលគណនា ដែលអនុញ្ញាតឱ្យប្រព័ន្ធអាចទាញយកថាមពលអគ្គិសនីមកប្រើប្រាស់ឡើងវិញ (Energy recycling) និងកាត់បន្ថយការបញ្ចេញកម្ដៅយ៉ាងច្រើនបំផុតកំឡុងពេលប្រតិបត្តិការ។ | ដូចជារថយន្តអគ្គិសនីដែលមានប្រព័ន្ធហ្វ្រាំងកែច្នៃថាមពល (Regenerative braking) យកថាមពលត្រឡប់ចូលថ្មវិញពេលជាន់ហ្វ្រាំង ជាជាងបញ្ចេញចោលជាកម្ដៅកកិត។ |
| Adiabatic computing | ជាវិធីសាស្ត្រនៃការគណនាដែលប្រើប្រាស់សៀគ្វីអេឡិចត្រូនិចដើម្បីកាត់បន្ថយការបាត់បង់ថាមពល និងកម្ដៅ តាមរយៈការផ្លាស់ប្តូរបន្ទុកអគ្គិសនីយឺតៗតាមចង្វាក់នាឡិកាជាជាងការបិទបើកចរន្តភ្លាមៗ។ | ដូចជាការចាក់ទឹកចូលក្នុងកែវយឺតៗដើម្បីកុំឱ្យកំពប់ចេញក្រៅ ខុសពីការចាក់ទឹកខ្លាំងៗដែលធ្វើឱ្យទឹកខ្ទាតចេញ (បាត់បង់ថាមពល)។ |
| Cryogenic environment | ជាបរិស្ថាននៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុក (Cryostat) ដែលមានសីតុណ្ហភាពត្រជាក់ខ្លាំង (ជិតដល់សូន្យដឺក្រេដាច់ខាត - Absolute Zero) ដែលជាលក្ខខណ្ឌចាំបាច់ដើម្បីឱ្យកុំព្យូទ័រកង់ទិច (Qubit) អាចរក្សាស្ថិរភាព និងដំណើរការបានដោយគ្មានការរំខានពីកម្ដៅ។ | ដូចជាទូរទឹកកកពិសេសកម្រិតខ្ពស់ដែលរក្សាសីតុណ្ហភាពឱ្យត្រជាក់ខ្លាំងបំផុត ដើម្បីរក្សាសាច់ (Qubit) កុំឱ្យខូចគុណភាព ឬប្រែប្រួលសភាព។ |
| Quantum error correction | ជានីតិវិធី និងក្បួនអាល់កូរីតក្នុងការចាប់យក និងកែតម្រូវកំហុសដែលកើតឡើងនៅក្នុង Qubit កំឡុងពេលដំណើរការគណនា ដោយប្រើប្រាស់ Qubit ជំនួយបន្ថែមដើម្បីផ្ទៀងផ្ទាត់ទិន្នន័យ ព្រោះកង់ទិចងាយនឹងរងការរំខានពីមជ្ឈដ្ឋានខាងក្រៅ។ | ដូចជាការសរសេរអត្ថបទមួយច្បាប់ចម្លងទុក៣កន្លែង បើកន្លែងមួយខូចរហែក ឬបាត់បង់ យើងអាចផ្ទៀងផ្ទាត់យកទិន្នន័យពិតប្រាកដពី២កន្លែងទៀតមកកែតម្រូវបាន។ |
| PL/AL architecture | ជាស្ថាបត្យកម្មគ្រប់គ្រងកុំព្យូទ័រកង់ទិច (Prime-Line/Address-Line) ដែលប្រើប្រាស់ខ្សែបណ្តាញបញ្ជូនរលកសញ្ញា (Prime-line) ដើម្បីបង្កើតទម្រង់សញ្ញា និងខ្សែជ្រើសរើសទីតាំង (Address-line) ដើម្បីបញ្ជូនសញ្ញានោះទៅកាន់ Qubit នីមួយៗប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។ | ដូចជាការលេងឧបករណ៍តន្ត្រី Jukebox ដែល Prime-line គឺជាថាសចម្រៀងដែលមានស្រាប់ ហើយ Address-line ជាប៊ូតុងដែលយើងចុចជ្រើសរើសថាត្រូវចាក់បទណានៅពេលណា។ |
| Qubit | ជាឯកតាមូលដ្ឋាននៃទិន្នន័យនៅក្នុងកុំព្យូទ័រកង់ទិច ដែលមានលក្ខណៈពិសេសអាចតំណាងឱ្យលេខ 0, លេខ 1, ឬស្ថិតក្នុងសភាពទាំង 0 និង 1 ក្នុងពេលតែមួយ (Superposition) ដែលផ្តល់លទ្ធភាពក្នុងការគណនាទិន្នន័យដ៏ធំមហាសាលក្នុងពេលតែមួយ។ | ដូចជាកាក់ដែលកំពុងវិល វាមានទាំងមុខ (1) និងខ្នង (0) ក្នុងពេលតែមួយ ទាល់តែវារលត់ទើបយើងដឹងថាវាចេញខាងណា។ |
| Fredkin gate | ជាប្រភេទសៀគ្វីតក្កវិទ្យាដែលអាចត្រឡប់បាន (Reversible logic gate) ម្យ៉ាង ដែលមានមុខងារប្តូរ (Swap) តម្លៃទិន្នន័យខ្សែពីរដោយផ្អែកលើតម្លៃនៃខ្សែបញ្ជាមួយទៀត (Control bit) ដោយមិនបង្កើតឱ្យមានការលុបទិន្នន័យចោលឡើយ។ | ដូចជាអ្នកយាមទ្វារផ្លូវរថភ្លើង បើអ្នកយាមលើកទង់ជាតិពណ៌បៃតង រថភ្លើងពីរខ្សែត្រូវប្តូរគន្លងគ្នា ប៉ុន្តែបើមិនលើកទេ រថភ្លើងបន្តរត់តាមគន្លងរៀងខ្លួនដោយសុវត្ថិភាព។ |
| Power-clock | ជាទម្រង់រលកសញ្ញាអគ្គិសនីប្រើក្នុងសៀគ្វី Adiabatic ដែលដើរតួជានាឡិកាបញ្ជាប្រព័ន្ធផង និងជាប្រភពផ្គត់ផ្គង់ថាមពលផង វាអនុញ្ញាតឱ្យថាមពលអគ្គិសនីអាចហូរចូលទៅក្នុងសៀគ្វី និងហូរចេញមកវិញដើម្បីកែច្នៃប្រើប្រាស់បន្ត។ | ដូចជាចង្វាក់បេះដូង ដែលមិនត្រឹមតែកំណត់ល្បឿននៃការលោត (បញ្ជា) ប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងច្របាច់ឈាម ឬថាមពលទៅចិញ្ចឹមរាងកាយ រួចស្រូបឈាមត្រឡប់មកវិញទៀតផង។ |
អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖
ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖
