मुख्य तथ्य
- प्रैक्टिकल क्वांटम कंप्यूटर बनाना सुपरकंडक्टिंग सामग्री का उपयोग करने के बेहतर तरीके खोजने पर निर्भर हो सकता है जिसमें कोई विद्युत प्रतिरोध नहीं होता है।
- ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी के शोधकर्ताओं ने अत्यधिक सटीकता के साथ जुड़े इलेक्ट्रॉनों को खोजने के लिए एक विधि की खोज की है।
- सुपरकंडक्टिंग क्वांटम कंप्यूटर वर्तमान में प्रोसेसर आकार के मामले में प्रतिद्वंद्वी प्रौद्योगिकियों को मात देते हैं।
प्रैक्टिकल क्वांटम कंप्यूटर जल्द ही दवा की खोज से लेकर कोड-ब्रेकिंग तक हर चीज के लिए गहरा प्रभाव डाल सकते हैं।
बेहतर क्वांटम मशीनों के निर्माण की दिशा में एक कदम में, ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी के शोधकर्ताओं ने हाल ही में एक परमाणु रूप से तेज धातु की नोक और एक सुपरकंडक्टर के बीच विद्युत प्रवाह को मापा। यह नई विधि एक चाल में अत्यधिक सटीकता के साथ जुड़े हुए इलेक्ट्रॉनों को ढूंढ सकती है जो नए प्रकार के सुपरकंडक्टर्स का पता लगाने में मदद कर सकती है, जिनका कोई विद्युत प्रतिरोध नहीं है।
"सुपरकंडक्टिंग सर्किट हार्डवेयर में क्वांटम बिट्स (क्विबिट्स) और क्वांटम गेट्स के निर्माण के लिए वर्तमान फ्रंट-रनर हैं," क्वांटम अनुप्रयोगों के लिए एल्गोरिदम बनाने वाली कंपनी फेजक्राफ्ट के निदेशक टोबी क्यूबिट ने एक ईमेल में लाइफवायर को बताया। साक्षात्कार। "सुपरकंडक्टिंग क्वैबिट सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रिकल सर्किट हैं, जिन्हें उच्च सटीकता और लचीलेपन के साथ डिज़ाइन किया जा सकता है।"
डरावना एक्शन
क्वांटम कंप्यूटर इस तथ्य का लाभ उठाते हैं कि क्वांटम भौतिकी के रहस्यमय गुणों का उपयोग करके इलेक्ट्रॉन अंतरिक्ष के माध्यम से एक प्रणाली से दूसरी प्रणाली में कूद सकते हैं।यदि एक इलेक्ट्रॉन दूसरे इलेक्ट्रॉन के साथ उस बिंदु पर जुड़ता है जहां धातु और सुपरकंडक्टर मिलते हैं, तो यह कूपर जोड़ी कहलाती है। सुपरकंडक्टर धातु में एक अन्य प्रकार का कण भी छोड़ता है, जिसे एंड्रीव प्रतिबिंब के रूप में जाना जाता है। कूपर जोड़े का पता लगाने के लिए शोधकर्ताओं ने इन एंड्रीव प्रतिबिंबों की तलाश की।
आल्टो यूनिवर्सिटी / जोस लाडो
ओक रिज के वैज्ञानिकों ने एक परमाणु रूप से तेज धातु की नोक और एक सुपरकंडक्टर के बीच विद्युत प्रवाह को मापा। यह दृष्टिकोण उन्हें सुपरकंडक्टर पर लौटने वाले एंड्रीव प्रतिबिंब की मात्रा का पता लगाने देता है।
यह तकनीक अपरंपरागत सुपरकंडक्टर्स के रूप में जाने जाने वाले विदेशी प्रकार के सुपरकंडक्टर्स की आंतरिक क्वांटम संरचना को समझने के लिए एक महत्वपूर्ण नई पद्धति स्थापित करती है, संभावित रूप से हमें क्वांटम सामग्री में विभिन्न प्रकार की खुली समस्याओं से निपटने की इजाजत देती है, जोस लाडो, एक सहायक प्रोफेसर अनुसंधान को सैद्धांतिक समर्थन प्रदान करने वाले आल्टो विश्वविद्यालय ने एक समाचार विज्ञप्ति में कहा।
मास्को में स्कोल्टेक के क्वांटम इंफॉर्मेशन प्रोसेसिंग लेबोरेटरी के एक वरिष्ठ शोध वैज्ञानिक इगोर ज़ाचारोव ने ईमेल के माध्यम से लाइफवायर को बताया कि एक सुपरकंडक्टर पदार्थ की एक अवस्था है जिसमें इलेक्ट्रॉनों का संचालन करते समय नाभिक पर बिखरने से ऊर्जा नहीं खोती है विद्युत प्रवाह और विद्युत प्रवाह बेरोकटोक प्रवाहित हो सकते हैं।
"जबकि इलेक्ट्रॉनों या नाभिक में क्वांटम अवस्थाएँ होती हैं जिनका उपयोग गणना के लिए किया जा सकता है, सुपरकंडक्टिंग करंट क्वांटम गुणों के साथ एक मैक्रो क्वांटम इकाई के रूप में व्यवहार करता है," उन्होंने कहा। "इसलिए, हम उस स्थिति को ठीक करते हैं जिसमें सूचना प्रसंस्करण को व्यवस्थित करने के लिए पदार्थ की एक मैक्रो स्थिति का उपयोग किया जा सकता है, जबकि इसका स्पष्ट रूप से क्वांटम प्रभाव होता है जो इसे एक कम्प्यूटेशनल लाभ दे सकता है।"
आज क्वांटम कंप्यूटिंग में सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक यह है कि हम सुपरकंडक्टर्स को और भी बेहतर प्रदर्शन कैसे कर सकते हैं।
अतिचालक भविष्य
सुपरकंडक्टिंग क्वांटम कंप्यूटर वर्तमान में प्रोसेसर आकार के मामले में प्रतिद्वंद्वी प्रौद्योगिकियों को हराते हैं, क्यूबिट ने कहा।Google ने 2019 में 53-qubit सुपरकंडक्टिंग डिवाइस पर तथाकथित "क्वांटम वर्चस्व" का प्रदर्शन किया। IBM ने हाल ही में 127 सुपरकंडक्टिंग qubits के साथ एक क्वांटम कंप्यूटर लॉन्च किया, और Rigetti ने 80-qubit सुपरकंडक्टिंग चिप की घोषणा की।
"सभी क्वांटम हार्डवेयर कंपनियों के पास निकट भविष्य में अपने कंप्यूटरों को स्केल करने के लिए महत्वाकांक्षी रोडमैप हैं," क्यूबिट ने कहा। "यह इंजीनियरिंग में प्रगति की एक श्रृंखला द्वारा संचालित किया गया है, जिसने अधिक परिष्कृत क्विबिट डिज़ाइन और अनुकूलन के विकास को सक्षम किया है। इस विशेष तकनीक के लिए सबसे बड़ी चुनौती गेट्स की गुणवत्ता में सुधार करना है, यानी सटीकता में सुधार करना जिसके साथ प्रोसेसर जानकारी में हेरफेर कर सकते हैं और गणना चला सकते हैं।"
बेहतर सुपरकंडक्टर्स व्यावहारिक क्वांटम कंप्यूटर बनाने की कुंजी हो सकते हैं। क्वांटम कंप्यूटिंग कंपनी क्यू-सीटीआरएल के सीईओ माइकल बायरकुक ने एक ईमेल साक्षात्कार में कहा कि अधिकांश वर्तमान क्वांटम कंप्यूटिंग सिस्टम नाइओबियम मिश्र और एल्यूमीनियम का उपयोग करते हैं, जिसमें 1950 और 1960 के दशक में सुपरकंडक्टिविटी की खोज की गई थी।
"आज क्वांटम कंप्यूटिंग में सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक यह है कि हम सुपरकंडक्टर्स को और भी बेहतर प्रदर्शन कैसे कर सकते हैं," बायरकुक ने कहा। "उदाहरण के लिए, रासायनिक संरचना या जमा धातुओं की संरचना में अशुद्धियां क्वांटम कंप्यूटरों में शोर और प्रदर्शन में गिरावट के स्रोत पैदा कर सकती हैं-इनसे प्रक्रियाओं को डीकोहेरेंस के रूप में जाना जाता है जिसमें सिस्टम की 'क्वांटमनेस' खो जाती है।"
क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए क्वबिट की गुणवत्ता और क्वैबिट की संख्या के बीच एक नाजुक संतुलन की आवश्यकता होती है, ज़ाचारोव ने समझाया। हर बार जब कोई कक्षा पर्यावरण के साथ इंटरैक्ट करती है, जैसे 'प्रोग्रामिंग' के लिए सिग्नल प्राप्त करना, तो वह अपनी उलझी हुई स्थिति को खो सकता है।
"जबकि हम संकेतित तकनीकी दिशाओं में से प्रत्येक में छोटी प्रगति देखते हैं, उन्हें एक अच्छे काम करने वाले उपकरण में जोड़ना अभी भी मायावी है," उन्होंने कहा।
क्वांटम कंप्यूटिंग का 'होली ग्रेल' सैकड़ों qubits और कम त्रुटि दर वाला एक उपकरण है। वैज्ञानिक इस बात पर सहमत नहीं हो सकते कि वे इस लक्ष्य को कैसे प्राप्त करेंगे, लेकिन एक संभावित उत्तर सुपरकंडक्टर्स का उपयोग करना है।
"सिलिकॉन सुपरकंडक्टिंग डिवाइस में क्वैबिट्स की बढ़ती संख्या विशाल शीतलन मशीनों की आवश्यकता पर बल देती है जो पूर्ण शून्य तापमान के करीब बड़ी परिचालन मात्रा को चला सकती हैं," ज़ाचारोव ने कहा।
