បញ្ហា (The Problem)៖ ឯកសារនេះដោះស្រាយបញ្ហានៃភាពស្មុគស្មាញខ្ពស់ និងការខ្វះប្រសិទ្ធភាពក្នុងការបំប្លែងសៀគ្វីដែលអាចត្រឡប់បាន (Reversible circuits) ទៅជាសៀគ្វីកង់ទិច (Quantum circuits) ដែលបណ្តាលឱ្យមានការខាតបង់ថាមពល និងធនធានកុំព្យូទ័រ។
វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកនិពន្ធបានស្នើវិធីសាស្ត្រថ្មីៗចំនួនបីកម្រិត (កម្រិតរចនាសៀគ្វី, កម្រិតគូសផែនទី, និងកម្រិតកង់ទិច) ព្រមទាំងធ្វើការគណនារកដែនកំណត់ខាងលើ (Upper bounds) នៃភាពស្មុគស្មាញ។
លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖
| វិធីសាស្ត្រ (Method) | គុណសម្បត្តិ (Pros) | គុណវិបត្តិ (Cons) | លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result) |
|---|---|---|---|
| Exact Template Matching (ETM) via SMT ការផ្គូផ្គងគំរូជាក់លាក់ដោយប្រើ SMT |
អាចស្វែងរកការធ្វើឱ្យប្រសើរដ៏ល្អបំផុត (Optimal) ដោយធានាថារាល់ជម្រើសនៃការកាត់បន្ថយត្រូវបានរកឃើញ។ | ត្រូវការពេលវេលាគណនាយូរ (High runtime) ជាពិសេសសម្រាប់សៀគ្វីដែលមានទំហំធំ។ | កាត់បន្ថយតម្លៃកង់ទិច (Quantum cost) បាន ១៩% ជាមធ្យម បើធៀបនឹងវិធីសាស្ត្រ Heuristic (HTM)។ |
| Simulated Annealing (SA) Optimization ការធ្វើឱ្យប្រសើរដោយក្បួនដោះស្រាយ Simulated Annealing |
អាចជៀសវាងការជាប់គាំងត្រឹមដំណោះស្រាយក្នុងតំបន់ (Local optima) និងអាចស្វែងរកទម្រង់សៀគ្វីដែលល្អជាងក្បួនដោះស្រាយ Greedy។ | ត្រូវការរង្វិលជុំ (Iterations) ច្រើន ដែលធ្វើឱ្យស៊ីពេលដំណើរការយូរជាងវិធីសាស្ត្រ Greedy ធម្មតា។ | ជួយកាត់បន្ថយជម្រៅ T-depth បាន ៣៥% ជាមធ្យម និងរហូតដល់ ៨៥% ក្នុងករណីល្អបំផុត។ |
| Boolean Decomposition Mapping (for ST gates) ការគូសផែនទីដោយការបំបែកតក្កវិទ្យាប៊ូលីន (សម្រាប់ ST gates) |
បំបែកច្រក (Gates) ធំៗទៅជាច្រកតូចៗ ដែលជួយកាត់បន្ថយតម្លៃកង់ទិចបានយ៉ាងច្រើនក្នុងការបំប្លែងចុងក្រោយ។ | ទាមទារឱ្យមានការបន្ថែមខ្សែជំនួយ (Ancilla lines) ចំនួន ៣ ដែលប្រើប្រាស់ធនធាន Qubit បន្ថែម។ | កាត់បន្ថយតម្លៃ NCV ជាមធ្យម ២០% និងជម្រៅ T-depth ២៤% បើធៀបនឹងវិធីសាស្ត្រគូសផែនទីស្តង់ដារ។ |
| QMDD Equivalence Checking Optimization ការធ្វើឱ្យប្រសើរដោយការផ្ទៀងផ្ទាត់សមមូលតាមរយៈ QMDD |
អនុញ្ញាតឱ្យមានការផ្លាស់ទីច្រក (Gates) ទោះបីជាមិននៅជាប់គ្នាក៏ដោយ ដែលបង្កើតឱកាសកាត់បន្ថយច្រកបានកាន់តែច្រើន។ | ស៊ីទំហំអង្គចងចាំ (Memory) ធំ និងស៊ីពេលយូរក្នុងការបង្កើត QMDD សម្រាប់សៀគ្វីទាំងមូល។ | កាត់បន្ថយតម្លៃ NCV បាន ៦% បន្ថែមពីលើវិធីសាស្ត្រមុនៗ (LLP និង DDMF)។ |
ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអនុវត្តវិធីសាស្ត្រទាំងនេះទាមទារនូវឧបករណ៍កម្មវិធីឯកទេស និងកម្លាំងម៉ាស៊ីនកុំព្យូទ័រខ្លាំង សម្រាប់ការដោះស្រាយសមីការពិបាកៗ។
ការសិក្សានេះប្រើប្រាស់ទិន្នន័យសាកល្បងស្តង់ដារកុំព្យូទ័រ (RevLib benchmarks) សុទ្ធសាធ ដែលមិនមានការពាក់ព័ន្ធនឹងកត្តាភូមិសាស្ត្រ ឬប្រជាសាស្ត្រឡើយ។ សម្រាប់កម្ពុជា នេះមានន័យថាការស្រាវជ្រាវនេះមិនរងឥទ្ធិពលពីគម្លាតទិន្នន័យក្នុងស្រុកទេ ប៉ុន្តែវាទាមទារនូវហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធបច្ចេកវិទ្យាជឿនលឿនដើម្បីអនុវត្ត។
ទោះបីជាបច្ចេកវិទ្យាកុំព្យូទ័រកង់ទិចមិនទាន់មានរូបរាងពេញលេញនៅកម្ពុជាក្តី ក៏ទ្រឹស្តីនិងក្បួនដោះស្រាយក្នុងឯកសារនេះមានតម្លៃខ្ពស់សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍវិស័យអប់រំជាន់ខ្ពស់។
ការរៀបចំធនធានមនុស្សឱ្យយល់ដឹងពីក្បួនដោះស្រាយកង់ទិចពីពេលនេះ នឹងជួយឱ្យកម្ពុជាមិនដើរយឺតពេលបច្ចេកវិទ្យានេះលេចចេញជារូបរាងជាសកលក្នុងទសវត្សរ៍ខាងមុខ។
ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖
| ពាក្យបច្ចេកទេស | ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) | និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition) |
|---|---|---|
| Reversible circuit | ជាប្រភេទសៀគ្វីអគ្គិសនីឬកង់ទិចដែលរចនាឡើងដោយគ្មានការបាត់បង់ព័ត៌មានឡើយ ពោលគឺយើងអាចទាញយកទិន្នន័យដើម (Inputs) ត្រឡប់មកវិញតាមរយៈលទ្ធផល (Outputs) តែមួយគត់ ដែលជួយកាត់បន្ថយការខាតបង់ថាមពលកម្តៅ (Power dissipation)។ | ដូចជាការបកប្រែភាសាដែលអាចបកពីខ្មែរទៅអង់គ្លេស ហើយបកពីអង់គ្លេសមកខ្មែរវិញបានន័យដើមទាំងស្រុងដោយមិនបាត់បង់ពាក្យពេចន៍ណាមួយ។ |
| Quantum cost | ជារង្វាស់សម្រាប់វាយតម្លៃកម្រិតនៃការលំបាក ឬធនធានដែលត្រូវចំណាយដើម្បីបំប្លែង និងដំណើរការសៀគ្វីដែលអាចត្រឡប់បាន ទៅជាសៀគ្វីកង់ទិច ដូចជាចំនួនច្រកកង់ទិចសរុប (NCV-cost)។ | ដូចជាការគណនាថ្លៃសាងសង់ផ្ទះមួយ ដែលគេត្រូវរាប់ចំនួនឥដ្ឋ និងកម្លាំងពលកម្មសរុបដែលត្រូវចំណាយ។ |
| simulated annealing | ជាក្បួនដោះស្រាយសម្រាប់ស្វែងរកដំណោះស្រាយដ៏ល្អបំផុត (Optimization Algorithm) ដោយយកលំនាំតាមការរំងាស់និងបន្ចុះកម្តៅលោហៈ ដើម្បីផ្តល់ឱកាសឱ្យប្រព័ន្ធគេចផុតពីការជាប់គាំងត្រឹមដំណោះស្រាយមិនសូវល្អ (Local optima)។ | ដូចជាការក្រឡុកកន្ត្រកដែលមានដុំថ្មធំតូច ដើម្បីឱ្យដុំថ្មតូចៗធ្លាក់ទៅចន្លោះខាងក្រោមបានណែនល្អបំផុត ជាជាងគ្រាន់តែដាក់វាគរលើគ្នាធម្មតា។ |
| Toffoli gate | ជាច្រកតក្កវិទ្យាដែលអាចត្រឡប់បាន (Reversible Gate) ដ៏សំខាន់មួយ ដែលមានខ្សែបញ្ជាពីរ និងខ្សែគោលដៅមួយ ដោយវានឹងប្តូរតម្លៃខ្សែគោលដៅ លុះត្រាតែខ្សែបញ្ជាទាំងពីរមានតម្លៃពិត (1) ព្រមគ្នា។ | ដូចជាទ្វារសុវត្ថិភាពធនាគារ ដែលទាមទារឱ្យមនុស្សពីរនាក់ចាក់សោរបញ្ជាក់ព្រមគ្នា ទើបវាព្រមបើកទ្វារ។ |
| ancilla | ជាខ្សែ ឬ Qubit ជំនួយនៅក្នុងសៀគ្វីកង់ទិច ដែលគេបន្ថែមដើម្បីផ្ទុកតម្លៃបណ្តោះអាសន្ន ជួយសម្រួលដល់ការគណនាកាត់បន្ថយជម្រៅ (T-depth) ឬតម្លៃសៀគ្វីសរុបឱ្យកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព។ | ដូចជាការប្រើប្រាស់ក្រដាសព្រាង (Scratch paper) ក្នុងការគណនាចម្លើយគណិតវិទ្យាដ៏ស្មុគស្មាញ មុននឹងសរសេរចម្លើយចូលក្រដាសប្រឡង។ |
| SAT modulo theories (SMT) | ជាប្រព័ន្ធដោះស្រាយសមីការគណិតវិទ្យា និងតក្កវិទ្យាដ៏ស្មុគស្មាញ ដែលនៅក្នុងឯកសារនេះ អ្នកស្រាវជ្រាវប្រើវាដើម្បីស្វែងរកទម្រង់សៀគ្វីដែលកាត់បន្ថយច្រក (Gates) បានល្អបំផុត និងច្បាស់លាស់បំផុតដោយស្វ័យប្រវត្តិ។ | ដូចជាការប្រើប្រាស់ប្រព័ន្ធកុំព្យូទ័រ GPS ដ៏ឆ្លាតវៃ ដើម្បីស្វែងរកផ្លូវកាត់ដែលលឿនបំផុតដោយផ្អែកលើលក្ខខណ្ឌផ្លូវរាប់ពាន់ខែ្ស។ |
| Quantum Multiple-Valued Decision Diagrams (QMDD) | ជារចនាសម្ព័ន្ធទិន្នន័យ (Data Structure) កម្រិតខ្ពស់ដែលជួយបង្រួម និងតំណាងឱ្យម៉ាទ្រីស (Matrices) របស់សៀគ្វីកង់ទិច ដើម្បីឱ្យកុំព្យូទ័រអាចគណនា និងផ្ទៀងផ្ទាត់ភាពត្រឹមត្រូវនៃសៀគ្វីធំៗបានលឿន ដោយមិនស៊ីអង្គចងចាំ (Memory) ខ្លាំង។ | ដូចជាការបង្រួមឯកសារ (Zip file) ធំៗដែលពោរពេញដោយតួលេខ ឱ្យទៅជាមួយកញ្ចប់តូចងាយស្រួលរក្សាទុក និងទាញយកមកវិភាគដោះស្រាយ។ |
| Entanglement | ជាបាតុភូតកង់ទិចដែលភាគល្អិត (Qubits) ពីរឬច្រើនមានទំនាក់ទំនងយ៉ាងស្អិតរមួត សូម្បីតែនៅឆ្ងាយពីគ្នាក៏ដោយ ដែលទម្រង់ស្ថានភាពរបស់ Qubit មួយមិនអាចពិពណ៌នាដោយឯករាជ្យពី Qubit ផ្សេងទៀតបានទេ។ | ដូចជាកូនភ្លោះដែលមានអារម្មណ៍ទាក់ទងគ្នា ដែលពេលម្នាក់ត្រូវគេក្កិចនៅអាមេរិក ម្នាក់ទៀតនៅកម្ពុជាអាចទទួលរងឥទ្ធិពល ឬមានប្រតិកម្មភ្លាមៗក្នុងពេលតែមួយ។ |
អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖
ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖
