क्वांटम कंप्यूटिंग क्षेत्र में माइक्रोसॉफ्ट के सफलता के दावों का महत्व:
परिचय:
- माइक्रोसॉफ्ट ने पिछले सप्ताह क्वांटम कंप्यूटिंग में सफलता का दावा किया है, जो कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) की तरह ही एक उत्सुकता से प्रतीक्षित तकनीक है, जो वर्तमान तकनीकों की क्षमताओं से परे कार्य करने का वादा करती है। उल्लेखनीय है कि कंपनी ने कहा कि वह एक नई चिप बनाने में सफल रही है जो दशकों से सार्थक क्वांटम कंप्यूटर के विकास को कुछ वर्षों में तेजी से आगे बढ़ाएगी।
- माइक्रोसॉफ्ट ने दावा किया है कि उसने क्वांटम कंप्यूटर में संग्रहीत और संसाधित किए जाने वाले डेटा की मूल इकाई, ‘क्यूबिट’ (क्वांटम बिट्स का संक्षिप्त रूप) बनाने का एक नया तरीका खोज लिया है।
माइक्रोसॉफ्ट का ‘मेजराना 1’: दुनिया का पहला क्वांटम चिप
- माइक्रोसॉफ्ट ने ‘मेजराना 1’ पेश किया, जो दुनिया का पहला क्वांटम चिप है जो एक नए ‘टोपोलॉजिकल’ कोर आर्किटेक्चर द्वारा संचालित है, जिससे उसे उम्मीद है कि क्वांटम कंप्यूटर दशकों नहीं बल्कि सालों में सार्थक, औद्योगिक-पैमाने की समस्याओं को हल करने में सक्षम होंगे।
- माइक्रोसॉफ्ट ने कहा कि जिस तरह से सेमीकंडक्टर के आविष्कार ने आज के स्मार्टफोन, कंप्यूटर और इलेक्ट्रॉनिक्स को संभव बनाया है, उसी तरह टोपोकंडक्टर और उनके द्वारा निर्मित नए प्रकार के चिप क्वांटम सिस्टम विकसित करने का मार्ग प्रदान करते हैं, जो दस लाख क्यूबिट तक स्केल कर सकते हैं और सबसे जटिल औद्योगिक और सामाजिक समस्याओं से निपटने में सक्षम हैं।
- अगर यह दावा सही साबित होता है, तो यह न केवल क्वांटम कंप्यूटिंग में, बल्कि भौतिकी में भी एक बड़ा मील का पत्थर बन सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इन क्यूबिट को बनाने की प्रक्रिया में एक भौतिक स्थिति (क्वांटम स्थिति) के साथ काम करना शामिल है जिसे सैद्धांतिक रूप से संभव माना जाता है लेकिन कभी हासिल नहीं किया गया है।
टोपोकंडक्टर क्या होता है?
- टोपोकंडक्टर एक ऐसी सामग्री है जो पदार्थ की एक नई अवस्था बना सकती है, जिसे ‘टोपोलॉजिकल’ अवस्था कहा जाता है, जो ठोस, तरल और गैसों से अलग होती है।
- Microsoft ने क्वांटम कंप्यूटिंग चिप बनाने के लिए ‘टोपोकंडक्टर’ का उपयोग किया है। टोपोकंडक्टर इंडियम आर्सेनाइड (एक अर्धचालक) और एल्यूमीनियम (एक सुपरकंडक्टर) से बने होते हैं। जब परम शून्य के करीब इसे ठंडा किया जाता है और चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में आता है, तो सामग्री मेजराना जीरो मोड्स (MZMs) होस्ट करती है। MZM एलियन क्वासिपार्टिकल्स हैं जो क्यूबिट्स या क्वांटम बिट्स के निर्माण खंड हैं।
- उल्लेखनीय है कि टोपोकंडक्टर सामग्रियों का एक सफल वर्ग है जो Microsoft को टोपोलॉजिकल सुपरकंडक्टिविटी बनाने की अनुमति देगा। यह पदार्थ की एक नई अवस्था है जो पहले केवल सिद्धांत में मौजूद थी।
क्वांटम कंप्यूटिंग क्या है?
- क्वांटम कंप्यूटर सिर्फ़ अगली पीढ़ी के सुपरफास्ट कंप्यूटर नहीं हैं। ये जिस तरह से काम करते हैं, जिस तरह से वे जानकारी को संभालते और प्रोसेस करते हैं, और यहाँ तक कि जिस तरह से वे दिखते हैं, उसमें भी ये बहुत अलग हैं। इन्हें उन बहुत ही खास गुणों का उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो परमाणु से भी छोटे छोटे कण प्रदर्शित करते हैं। इस तरह की एक प्रॉपर्टी सुपरपोजिशन है, या एक क्वांटम कण की एक ही समय में कई अवस्थाओं में मौजूद रहने की क्षमता।
क्वांटम कंप्यूटर में सुपरपोजिशन प्रॉपर्टी उपयोग:
- इस प्रॉपर्टी का उपयोग क्वांटम कंप्यूटर में गणनाओं को सुपरचार्ज करने के लिए किया जाता है, जिस तरह से पारंपरिक कंप्यूटर करने में असमर्थ हैं। पारंपरिक कंप्यूटर में, डेटा को अरबों छोटे ट्रांजिस्टर के माध्यम से संग्रहीत और संसाधित किया जाता है, जो एक समय में केवल एक बिट जानकारी (0 या 1) को संभाल सकते हैं।
- क्वांटम कंप्यूटर डेटा को प्रोसेस करने के लिए इलेक्ट्रॉन या अन्य समान कणों का उपयोग करते हैं। सुपरपोजिशन इन कणों, या क्यूबिट्स को एक ही समय में 0 और 1 दोनों अवस्थाओं में रहने की अनुमति देता है। वास्तव में, वे एक साथ 0 और 1 के हर संयोजन में मौजूद हो सकते हैं। अन्य क्यूबिट के साथ इंटरेक्शन एक तरह की समानांतर प्रोसेसिंग की अनुमति देता है जो सामान्य कंप्यूटर में संभव नहीं है, जहाँ डेटा प्रोसेसिंग एक बार में एक चरण में होती है, भले ही बिजली की गति से हो।
क्वांटम कंप्यूटिंग से जुड़ी चुनौतियाँ:
- हालाँकि, क्वांटम कंप्यूटिंग को कुछ बड़ी चुनौतियों का भी सामना करना पड़ता है।
- पहली बड़ी चुनौती है, क्यूबिट की स्थिरता बनाए रखना। उल्लेखनीय है कि किसी कण का क्वांटम व्यवहार उस समय सामान्य व्यवहार में बदल जाता है जब सिस्टम को देखा या मापा जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि माप या अवलोकन का कोई भी कार्य इन अत्यंत सूक्ष्म प्रणालियों को परेशान किए बिना संभव नहीं है। कोई अन्य बाहरी गड़बड़ी, जैसे तापमान या दबाव में विचलन, भी सिस्टम को ध्वस्त कर देता है।
- दूसरी चुनौती परिणाम की अखंडता से संबंधित है। एक क्यूबिट की कई स्थितियाँ कई परिणामों की ओर ले जाती हैं, जिनमें से केवल एक ही वांछनीय है। क्वांटम कंप्यूटर को लाखों अन्य संभावनाओं के बजाय यह सही परिणाम देना भी एक चुनौती है। किसी भी क्यूबिट में होने वाली गड़बड़ी से गणना में त्रुटियाँ हो सकती हैं, और एल्गोरिदम को इनके लिए सुधार करने की आवश्यकता होती है, जिसके लिए, बदले में, कई और क्यूबिट की आवश्यकता होती है। क्यूबिट जितने अधिक स्थिर होंगे, त्रुटियाँ उतनी ही कम होंगी।
माइक्रोसॉफ्ट के क्वांटम कंप्यूटर क्षेत्र में किये गए दावे का महत्व:
- माइक्रोसॉफ्ट ने कहा है कि इसकी नई प्रक्रिया के माध्यम से बनाए गए क्यूबिट अधिक लचीले हैं और स्केलेबिलिटी, त्रुटि निर्माण और त्रुटि सुधार के मामले में वैकल्पिक प्लेटफॉर्म की तुलना में महत्वपूर्ण प्रगति करते हैं। इसने यह भी कहा है कि इससे कुछ वर्षों के भीतर एक ‘मिलियन-क्यूबिट सिस्टम’ बनाने का रास्ता खुल जाता है। जबकि अन्य तरीकों का उपयोग करने वाले क्वांटम कंप्यूटर मुश्किल से 1,000-क्यूबिट सिस्टम तक पहुंच पाए हैं।
- उल्लेखनीय है कि क्वांटम कंप्यूटर को सार्थक बनने और वास्तविक दुनिया की समस्याओं पर काम करना शुरू करने के लिए, उन्हें एक मिलियन या दस मिलियन क्यूबिट सिस्टम को नियंत्रित और संचालित करने की आवश्यकता है।
- भारतीय विज्ञान संस्थान, बेंगलुरु के प्रोफेसर अरिंदम घोष के अनुसार, “त्रुटि सुधार की आवश्यकता के कारण मौजूदा सिस्टम में एक मिलियन भौतिक क्यूबिट मोटे तौर पर कुछ हज़ार (त्रुटि-सुधारित) तार्किक क्यूबिट तक कम हो जाएंगे। अगर माइक्रोसॉफ्ट जो दावा कर रहा है वह सही है और क्यूबिट की गुणवत्ता वाकई बेहतर है, तो उम्मीद है कि त्रुटियां कम होंगी और भौतिक से तार्किक क्यूबिट का यह अनुपात बहुत अधिक होगा। इससे क्वांटम कंप्यूटर के विकास में काफी प्रगति होगी”। हालांकि उन्होंने कहा कि घोषणा को लेकर संदेह भी समझ में आता है।
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