क्वांटम कंप्यूटिंग क्वांटम यांत्रिकी का उपयोग अविश्वसनीय रूप से उच्च गति की भारी मात्रा में जानकारी को संसाधित करने के लिए करता है। एक क्वांटम कंप्यूटर को एक ऐसी समस्या को हल करने में कुछ मिनट से लेकर कई घंटों तक का समय लगता है, जिसे हल करने में एक डेस्कटॉप कंप्यूटर को सालों या दशकों का समय लगता है।
क्वांटम कंप्यूटिंग नई पीढ़ी के सुपर कंप्यूटर के लिए मंच तैयार कर रहा है। इन क्वांटम कंप्यूटरों से मॉडलिंग, लॉजिस्टिक्स, ट्रेंड एनालिसिस, क्रिप्टोग्राफी और आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस जैसे क्षेत्रों में मौजूदा तकनीक से बेहतर प्रदर्शन करने की उम्मीद है।
क्वांटम कंप्यूटिंग की व्याख्या
क्वांटम कंप्यूटिंग के विचार की कल्पना सबसे पहले 1980 के दशक की शुरुआत में रिचर्ड फेनमैन और यूरी मैनिन ने की थी।फेनमैन और मैनिन का मानना था कि एक क्वांटम कंप्यूटर डेटा को उन तरीकों से अनुकरण कर सकता है जो एक डेस्कटॉप कंप्यूटर नहीं कर सकता। 1990 के दशक के अंत तक शोधकर्ताओं ने पहला क्वांटम कंप्यूटर नहीं बनाया था।
क्वांटम कंप्यूटिंग गणना करने के लिए क्वांटम यांत्रिकी, जैसे सुपरपोजिशन और उलझाव का उपयोग करता है। क्वांटम यांत्रिकी भौतिकी की एक शाखा है जो बहुत छोटी, पृथक या ठंडी चीजों का अध्ययन करती है।
क्वांटम कंप्यूटिंग की प्राथमिक प्रसंस्करण इकाई क्वांटम बिट्स या क्वैबिट है। एकल परमाणुओं, उप-परमाणु कणों, या अतिचालक विद्युत परिपथों के क्वांटम यांत्रिक गुणों का उपयोग करके क्वांटम कंप्यूटर में क्यूबिट्स बनाए जाते हैं।
Qubits डेस्कटॉप कंप्यूटर द्वारा उपयोग किए जाने वाले बिट्स के समान होते हैं, जिसमें qubits 1 या 0 क्वांटम अवस्था में हो सकते हैं। क्यूबिट्स इस मायने में भिन्न हैं कि वे 1 और 0 राज्यों के सुपरपोजिशन में भी हो सकते हैं, जिसका अर्थ है कि क्वैबिट्स एक साथ 1 और 0 दोनों का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं।
जब qubits सुपरपोज़िशन में होते हैं, तो दो क्वांटम अवस्थाएँ एक साथ जुड़ जाती हैं और परिणाम एक अन्य क्वांटम अवस्था में होता है।सुपरपोजिशन का मतलब है कि कई संगणनाओं को एक साथ संसाधित किया जाता है। तो, दो qubit एक साथ चार संख्याओं का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं। नियमित कंप्यूटर दो संभावित अवस्थाओं में से केवल एक में बिट्स को प्रोसेस करते हैं, 1 या 0, और कम्प्यूटेशंस को एक बार में प्रोसेस किया जाता है।
क्वांटम कंप्यूटर भी qubits को प्रोसेस करने के लिए उलझाव का उपयोग करते हैं। जब एक qubit उलझा हुआ होता है, तो उस qubit की स्थिति दूसरी qubit की स्थिति पर निर्भर करती है, जिससे कि एक qubit अपने unobserved युग्म की स्थिति को प्रकट करता है।
क्वांटम प्रोसेसर कंप्यूटर का मूल है
क्यूबिट्स बनाना एक मुश्किल काम है। किसी भी लम्बे समय तक एक कक्षा को बनाए रखने के लिए एक जमे हुए वातावरण की आवश्यकता होती है। एक कक्षा बनाने के लिए आवश्यक अतिचालक सामग्री को पूर्ण शून्य (लगभग शून्य से 272 सेल्सियस) तक ठंडा किया जाना चाहिए। गणना में त्रुटियों को कम करने के लिए qubits को पृष्ठभूमि के शोर से भी परिरक्षित किया जाना चाहिए।
क्वांटम कंप्यूटर के अंदर एक फैंसी सोने के झूमर जैसा दिखता है। और, हाँ, यह असली सोने से बना है। यह एक कमजोर पड़ने वाला रेफ्रिजरेटर है जो क्वांटम चिप्स को ठंडा करता है ताकि कंप्यूटर बिना किसी जानकारी को खोए सुपरपोजिशन बना सके और क्वैबिट को उलझा सके।
क्वांटम कंप्यूटर किसी भी सामग्री से इन qubits को बनाता है जो क्वांटम यांत्रिक गुणों को प्रदर्शित करता है जिन्हें नियंत्रित किया जा सकता है। क्वांटम कंप्यूटिंग प्रोजेक्ट अलग-अलग तरीकों से qubits बनाते हैं, जैसे लूपिंग सुपरकंडक्टिंग वायर, स्पिनिंग इलेक्ट्रान, और ट्रैपिंग आयन या फोटॉन के पल्स। ये qubits केवल कमजोर पड़ने वाले रेफ्रिजरेटर में बनाए गए सब-फ्रीजिंग तापमान में मौजूद होते हैं।
क्वांटम कंप्यूटिंग प्रोग्रामिंग भाषा
क्वांटम एल्गोरिदम डेटा का विश्लेषण करते हैं और डेटा के आधार पर सिमुलेशन की पेशकश करते हैं। ये एल्गोरिदम क्वांटम-केंद्रित प्रोग्रामिंग भाषा में लिखे गए हैं। कई क्वांटम भाषाएं शोधकर्ताओं और प्रौद्योगिकी कंपनियों द्वारा विकसित की गई हैं।
ये कुछ क्वांटम कंप्यूटिंग प्रोग्रामिंग भाषाएं हैं:
- QISKit: आईबीएम से क्वांटम सूचना सॉफ्टवेयर किट क्वांटम प्रोग्राम लिखने, अनुकरण करने और चलाने के लिए एक पूर्ण-स्टैक लाइब्रेरी है।
- Q: माइक्रोसॉफ्ट क्वांटम डेवलपमेंट किट में शामिल प्रोग्रामिंग भाषा। विकास किट में एक क्वांटम सिम्युलेटर और एल्गोरिथम पुस्तकालय शामिल हैं।
- Cirq: Google द्वारा विकसित एक क्वांटम भाषा जो क्वांटम कंप्यूटर और सिमुलेटर में सर्किट लिखने और इन सर्किटों को चलाने के लिए पायथन लाइब्रेरी का उपयोग करती है।
- वन: रिगेटी कंप्यूटिंग द्वारा बनाया गया एक डेवलपर वातावरण जो क्वांटम प्रोग्राम लिखता और चलाता है।
क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए उपयोग
पिछले कुछ वर्षों में वास्तविक क्वांटम कंप्यूटर उपलब्ध हुए हैं, और केवल कुछ बड़ी प्रौद्योगिकी कंपनियों के पास क्वांटम कंप्यूटर है। इनमें से कुछ प्रौद्योगिकी कंपनियों में Google, IBM, Intel और Microsoft शामिल हैं। ये प्रौद्योगिकी नेता विभिन्न प्रकार की समस्याओं को हल करने के लिए निर्माताओं, वित्तीय सेवा फर्मों और बायोटेक फर्मों के साथ काम कर रहे हैं।
क्वांटम कंप्यूटर सेवाओं की उपलब्धता और कंप्यूटिंग शक्ति में प्रगति शोधकर्ताओं और वैज्ञानिकों को उन समस्याओं के समाधान खोजने के लिए नए उपकरण देती है जिन्हें हल करना पहले असंभव था।क्वांटम कंप्यूटिंग ने अविश्वसनीय मात्रा में डेटा का विश्लेषण करने, उस डेटा के बारे में सिमुलेशन बनाने, समाधान विकसित करने और समस्याओं को ठीक करने वाली नई तकनीकों का निर्माण करने में लगने वाले समय और संसाधनों की मात्रा को कम कर दिया है।
व्यवसाय और उद्योग व्यवसाय करने के नए तरीकों का पता लगाने के लिए क्वांटम कंप्यूटिंग का उपयोग करते हैं। यहां कुछ क्वांटम कंप्यूटिंग परियोजनाएं हैं जो व्यवसाय और समाज को लाभ पहुंचा सकती हैं:
- एयरोस्पेस उद्योग हवाई यातायात के प्रबंधन के बेहतर तरीकों की जांच के लिए क्वांटम कंप्यूटिंग का उपयोग करता है।
- वित्तीय और निवेश फर्मों को वित्तीय निवेश के जोखिम और रिटर्न का विश्लेषण करने, पोर्टफोलियो रणनीतियों को अनुकूलित करने और वित्तीय संक्रमणों को निपटाने के लिए क्वांटम कंप्यूटिंग का उपयोग करने की उम्मीद है।
- निर्माता अपनी आपूर्ति श्रृंखला में सुधार, अपनी निर्माण प्रक्रियाओं में दक्षता पैदा करने और नए उत्पादों को विकसित करने के लिए क्वांटम कंप्यूटिंग को अपना रहे हैं।
- बायोटेक फर्म नई दवाओं की खोज में तेजी लाने के तरीके तलाश रही हैं।
एक क्वांटम कंप्यूटर खोजें और क्वांटम कंप्यूटिंग के साथ प्रयोग करें
कुछ कंप्यूटर वैज्ञानिक एक डेस्कटॉप कंप्यूटर पर क्वांटम कंप्यूटिंग का अनुकरण करने के तरीके विकसित करते हैं।
दुनिया की कई सबसे बड़ी प्रौद्योगिकी कंपनियां क्वांटम सेवाएं प्रदान करती हैं। जब डेस्कटॉप कंप्यूटर और सिस्टम के साथ जोड़ा जाता है, तो ये क्वांटम सेवाएं एक ऐसा वातावरण बनाती हैं जहां क्वांटम प्रोसेसिंग-डेस्कटॉप कंप्यूटर के साथ-जटिल समस्याओं को हल करता है।
- आईबीएम कई वास्तविक क्वांटम कंप्यूटरों तक पहुंच के साथ आईबीएम क्यू पर्यावरण प्रदान करता है और क्लाउड के माध्यम से आप उपयोग कर सकते हैं।
- अलीबाबा क्लाउड एक क्वांटम कंप्यूटिंग क्लाउड प्लेटफॉर्म प्रदान करता है जहां आप कस्टम-निर्मित क्वांटम कोड चला सकते हैं और उनका परीक्षण कर सकते हैं।
- Microsoft एक क्वांटम विकास किट प्रदान करता है जिसमें Q प्रोग्रामिंग भाषा, क्वांटम सिमुलेटर और रेडी-टू-यूज़ कोड के डेवलपमेंट लाइब्रेरी शामिल हैं।
- रिगेटी के पास क्वांटम-फर्स्ट क्लाउड प्लेटफॉर्म है जो अभी बीटा में है। उनका प्लेटफ़ॉर्म उनके फ़ॉरेस्ट SDK के साथ पूर्व-कॉन्फ़िगर है।
भविष्य में क्वांटम कंप्यूटिंग समाचार
सपना यह है कि क्वांटम कंप्यूटर मानक हार्डवेयर के साथ हल करने के लिए वर्तमान में बहुत बड़ी और बहुत जटिल समस्याओं को हल करेंगे-विशेष रूप से पर्यावरण मॉडलिंग और रोग नियंत्रण के लिए।
डेस्कटॉप कंप्यूटर में इन जटिल गणनाओं को चलाने और डेटा विश्लेषण की इस अविश्वसनीय मात्रा को करने के लिए जगह नहीं है। क्वांटम कंप्यूटिंग सबसे बड़ा बड़ा डेटा संग्रह लेता है और इस जानकारी को डेस्कटॉप कंप्यूटर पर लगने वाले समय के एक अंश में संसाधित करता है। डेटा जो एक डेस्कटॉप कंप्यूटर को संसाधित करने और विश्लेषण करने में कई वर्षों का समय लेता है, क्वांटम कंप्यूटर के लिए बस कुछ ही दिन लगते हैं।
क्वांटम कंप्यूटिंग अभी अपनी प्रारंभिक अवस्था में है, लेकिन इसमें प्रकाश की गति से दुनिया की सबसे जटिल समस्याओं को हल करने की क्षमता है। क्वांटम कंप्यूटिंग कितनी दूर तक बढ़ेगी और क्वांटम कंप्यूटरों की उपलब्धता के बारे में यह किसी का भी अनुमान है।
