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यह क्वांटम कंप्यूटर शुरू करने से पहले वास्तविक समय की समस्याओं को सुलझाने के लिए केवल समय की बात है

इस तस्वीर में, आईबीएम के वैज्ञानिक स्टीफन फिलिप, क्रायोजेनिक रेफ्रिजरेटर पर करीब से नज़र डालते हैं जो कि चौकियां रखेंगे बाहरी तापमान के सबसे गहरे हिस्सों की तुलना में तापमान ठंडा है।
न्यू यॉर्क में आईबीएम की टीजे वाटसन लैब में सहयोगियों के साथ काम करते हुए, स्विट्जरलैंड के ज्यूरिख में आईबीएम के वैज्ञानिक अपनी मात्रात्मक अनुसंधान प्रयोगशाला का निर्माण कर रहे हैं। इस तस्वीर में, आईबीएम के वैज्ञानिक स्टीफन फिलीप, क्रायोजेनिक रेफ्रिजरेटर पर करीब से नज़र डालते हैं जो कि चौकियां रखेंगे बाहरी अंतरिक्ष के सबसे गहरे हिस्सों की तुलना में तापमान ठंडा है। (फोटो: आईबीएम रिसर्च)

Google की Sycamore 53-qubit क्वांटम मशीन ने कंप्यूटिंग के एक नए युग के द्वार खोल दिए हैं।

नहीं, क्वांटम कंप्यूटिंग उम्र के साथ नहीं आया Google का Sycamore, एक 53-qubit कंप्यूटर को 200 सेकंड में हल करना एक समस्या है जो एक सुपर कंप्यूटर 10,000 वर्ष भी ले जाएगा। इसके बजाय, यह पहला कदम है, जिसमें दिखाया गया है कि एक क्वांटम कंप्यूटर के साथ एक कार्यात्मक गणना की जा सकती है, और यह वास्तव में पारंपरिक कंप्यूटरों की तुलना में बहुत तेजी से समस्याओं के एक विशेष वर्ग को हल करता है। ऐसा नहीं है कि क्वांटम कंप्यूटरों ने अब शास्त्रीय कंप्यूटरों को अलग कर दिया है। क्वांटम वर्चस्व का प्रचार भ्रामक है क्योंकि यह बहुत ही संकीर्ण परिभाषा क्वांटम वर्चस्व पर आधारित है; क्वांटम वर्चस्व एक क्वांटम कंप्यूटर है जो एक विशेष रूप से निर्मित कार्य के लिए सभी शास्त्रीय कंप्यूटरों की पिटाई करता है।

विज्ञान कथा के प्रति उत्साही लोगों के लिए बुरी खबर यह है कि यह हमारे वर्तमान कंप्यूटरों को प्रतिस्थापित करने वाला नहीं है, बल्कि विशेष वर्ग की समस्याओं के लिए उपयोगी होगा। इसके निर्माण में सुपर-कम तापमान जैसी स्थितियों की आवश्यकता होती है जो केवल एक विशेष वातावरण में बनाई जा सकती हैं। हम इसे अपनी आस्तीन पर पहनने नहीं जा रहे हैं, या इसे अपने सेल फोन पर उपयोग नहीं कर रहे हैं। कम से कम अभी तक नहीं, और आज के भौतिकी के साथ नहीं! और हमारे एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम जिस पर हमारे सभी इंटरनेट प्रोटोकॉल और दुनिया के वित्तीय लेनदेन आधारित हैं, कम से कम अभी के लिए सुरक्षित हैं।

फिर भी, यह एक बहुत बड़ा कदम है, जिसमें अरबों देशों और कंपनियों द्वारा इस विश्वास के साथ खर्च किया जा रहा है कि यह गणना के क्षेत्रों को खोल देगा जो अभी के लिए बंद कर दिए गए हैं। यह पहला उदाहरण है जहां एक विशिष्ट समस्या को हल किया गया है, भले ही यह एक बहुत ही विशिष्ट है और विशेष रूप से क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए बनाया गया है। इस तरह की समस्याओं को वास्तविक दुनिया में बढ़ाया जा सकता है: वे उपन्यास सामग्री बनाने, ऑटोइम्यून बीमारियों और विभिन्न प्रकार के कैंसर पर हमला करने के लिए नई दवाओं के बारे में हो सकते हैं। ये निष्कर्ष अंतरिक्ष के लिए सबसे अच्छी निर्माण सामग्री के बारे में मानवता की समझ को कम कर सकते हैं, या ऐसी बीमारियों या बीमारियों के लिए इलाज में अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं जिन्हें हम अभी तक इलाज करने में सक्षम नहीं हैं।

क्रिप्टोग्राफर्स द्वारा क्वांटम वर्चस्व को घबराहट के साथ देखा गया है। दुनिया भर में, सभी इंटरनेट प्रोटोकॉल, वित्तीय लेनदेन और ब्लॉकचेन-आधारित सिस्टम (जैसे, बिटकॉइन) क्रिप्टोग्राफी के माध्यम से काम करते हैं। क्वांटम कंप्यूटरों के साथ, लोकप्रिय सहित सभी वर्तमान क्रिप्टोग्राफी आरएसए निजी-सार्वजनिक कुंजी सिस्टम आसानी से टूट जाएगा, राष्ट्र-राज्यों और वित्तीय खिलाड़ियों के लिए एक वास्तविक दुःस्वप्न जो इस तरह के एन्क्रिप्शन सिस्टम पर भरोसा करते हैं। बेशक, नए सिस्टम बनाए जा सकते हैं जो इस तरह के क्वांटम टूल्स का सामना करेंगे, लेकिन एक बड़ी कीमत पर।

ऐसा लगता है कि नासा के एक शोधकर्ता ने अनजाने में एक शोध का मसौदा संस्करण लोड किया काग़ज़ तकनीकी कागजात के लिए नासा के सर्वर में Google की टीम से। जैसा कि हुआ, Google विद्वान ने नियमित रूप से ऐसे सर्वरों को स्कैन किया, और दुनिया भर के शोधकर्ताओं को इस पत्र के अस्तित्व की सूचना दी। यह Google था जिसने Google के अप्रकाशित पेपर को बाहर कर दिया था!

Google के AI क्वांटम और लेखकों द्वारा "क्वांटम वर्चस्व एक प्रोग्रामेबल सुपरकंडक्टिंग प्रोसेसर का उपयोग करना" - अब नासा सर्वर से हटा दिया गया है, लेकिन बिल्ली बैग से बाहर है।

कैसे एक क्वांटम कंप्यूटर एक पारंपरिक एक से अलग है?

रोजमर्रा के उपयोग में आने वाले हमारे सभी कंप्यूटर- "शास्त्रीय कंप्यूटर" - बिट्स में मौजूद जानकारी, जो या तो 0 या 1 (गलत = 0, True = 1) के रूप में मौजूद हैं। क्वांटम कंप्यूटर में क्वांटम बिट्स होते हैं - जो एक साथ दो अलग-अलग राज्यों में मौजूद होते हैं, जो सुपरपोज़िशन की क्वांटम घटना का उपयोग करते हैं। यह क्वांटम कंप्यूटर को कई और राज्यों की अनुमति देता है, और इसलिए एक शास्त्रीय कंप्यूटर की तुलना में बहुत अधिक जानकारी है।

शास्त्रीय कंप्यूटर बिट्स और क्वाइबेट्स के बीच दूसरा अंतर यह है कि क्वांटम घटना में एक और संपत्ति है, जो कि उलझाव की है। प्रत्येक क्वाइबल्स अन्य क्वाइब से उलझा हुआ है, जिससे कई और संभावित राज्यों को जन्म मिलता है कि वे एक साथ हो सकते हैं, उनमें से प्रत्येक व्यक्तिगत रूप से हो सकता है। दूसरे शब्दों में, एक ही संख्या में क्वैबिट्स शास्त्रीय बिट्स की तुलना में बहुत अधिक संभावनाओं को संभाल सकते हैं, और इसलिए समस्याओं के एक निश्चित वर्ग को बहुत तेजी से गणना करते हैं। और इस तरह की गणनाओं की सुंदरता यह है कि समस्या का आकार वास्तव में मायने नहीं रखता है: एक साथ काम करने वाले बटेर बड़ी समस्याओं को लगभग उतनी ही तेजी से कम करते हैं जितनी छोटी समस्याएं।

उप-परमाणु दुनिया में भौतिकी के नियम-क्वांटम भौतिकी-रोजमर्रा की भौतिकी से भिन्न हैं जिनसे हम परिचित हैं। क्वांटम कंप्यूटर की संभावना, पहले प्रोफेसर रिचर्ड फेनमैन द्वारा प्रस्तावित, यह था कि क्वांटम सिद्धांतों पर चलने वाला कंप्यूटर भौतिकी और रसायन विज्ञान में क्वांटम दुनिया की समस्याओं को हल करेगा। इसका मतलब है कि अगर हम कंप्यूटिंग मशीनों पर क्वांटम घटना को अनुकरण करने की कोशिश कर रहे हैं, तो उचित समय में क्वांटम दुनिया की गणना करने का एकमात्र तरीका क्वांटम घटना यानी क्वांटम कंप्यूटर पर खुद मशीनों का निर्माण करना होगा। यह अनिवार्य रूप से फेनमैन द्वारा एक सोचा प्रयोग था कि यह दिखाने के लिए कि शास्त्रीय भौतिकी पर आधारित कंप्यूटरों पर क्वांटम सिमुलेशन क्वांटम भौतिकी में काम नहीं करेगा।

तो शास्त्रीय भौतिकी पर आधारित मशीनें क्वांटम घटना पर काम क्यों नहीं करती हैं? सीधे शब्दों में कहें तो इस तरह की प्रणालियों की गणना प्रणाली के आकार के साथ तेजी से बढ़ेगी- या भविष्य में सिस्टम की स्थिति की गणना कितनी दूर है। क्वांटम दुनिया में भविष्य के राज्यों को समझने के किसी भी प्रयास के निश्चित उत्तर नहीं हैं, बल्कि संभावना के वितरण, जो कि कैसे एक क्वांटम कंप्यूटर अपने परिणाम प्रदान करता है।

जबकि क्वांटम कंप्यूटरों को क्वांटम घटना की प्रकृति और चरम वातावरण के कारण समस्याओं के एक बड़े वर्ग को संभालने में एक फायदा है - शून्य के पास-जिसमें क्वैब मौजूद हैं, वातावरण में कोई भी छोटा परिवर्तन या गड़बड़ी शोर पैदा करता है, जिसका अर्थ है गणना में त्रुटियों का परिचय देता है। इसलिए एक क्वांटम कंप्यूटर को एक त्रुटि सुधार तंत्र की आवश्यकता होती है, जो इस कार्य के लिए अतिरिक्त रूप से प्रभावी होता है। यह देखते हुए कि qubit पर्यावरण एक बहुत कठिन है, इसमें त्रुटि सुधार के लिए काफी बड़ी संख्या में qubits की आवश्यकता हो सकती है। वैसे, शास्त्रीय कंप्यूटरों के भीतर सहित सभी डिजिटल संचार में भी त्रुटि सुधार की आवश्यकता होती है। यहां सवाल यह है कि त्रुटि सुधार के लिए हमें किन क्वैट्स को अलग सेट करना होगा।

शास्त्रीय कंप्यूटरों को क्वांटम कंप्यूटरों द्वारा प्रतिस्थापित नहीं किया जाएगा; वे एक पूरक तकनीक हैं। वे शास्त्रीय कंप्यूटरों की तुलना में समस्याओं के एक अलग वर्ग को संबोधित करते हैं, विशेष रूप से वे जो निश्चित समाधानों के बजाय संभावनाओं से निपटते हैं। ये ऐसी समस्याएं भी हैं जिन्हें शास्त्रीय कंप्यूटरों द्वारा हल नहीं किया जा सकता है, कम से कम किसी भी उचित समय सीमा में।

तो ऐसी मशीन का उपयोग क्या है? आइए हम फ्लिप पक्ष को देखें। चार्ल्स बैबेज, "कंप्यूटर के पिता", ने यांत्रिक उपकरणों के साथ मशीनों का उपयोग किया था जिन्हें गणितीय समस्याओं को हल करने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता था। प्रौद्योगिकी, विभिन्न यांत्रिक उपकरण, एक "कार्यक्रम" के अनुसार व्यक्तिगत अंकगणितीय ऑपरेशन कर सकते हैं और उन समस्याओं को हल कर सकते हैं जिन्हें हाथ से हल करना मुश्किल था। लेकिन उन्हें बनाना और चलाना बहुत महंगा पड़ गया। यह बैबेज मशीन है जो अब वैक्यूम ट्यूबों और बाद में इलेक्ट्रॉनिक सर्किट की तकनीक में महारत हासिल करने के बाद वास्तविक कंप्यूटरों में रूपांतरित हो गई है। इसमें लगभग सौ साल लगे। वर्तमान qubit प्रौद्योगिकियों बैबेज मशीनों के अनुरूप हैं। तो भविष्य दोनों को जोड़ देगा: शास्त्रीय और क्वांटम प्रोसेसर का एक संयोजन ताकि एक समस्या को इसके शास्त्रीय और क्वांटम भागों में विभाजित किया जा सके।

वर्तमान में, सभी सरकारों के पास अपने डिजिटल बुनियादी ढांचे के हैक-प्रूफिंग और उपयोग करने में बहुत बड़ी हिस्सेदारी है क्वांटम संचार इस उद्देश्य के लिए। किसी भी देश को पीछे नहीं छोड़ा जा सकता है, कम से कम अगर इसकी भू-राजनीतिक आकांक्षाएं हैं - लेकिन केवल अमेरिका और चीन इस समय क्षेत्र में गंभीर खिलाड़ी हैं।

यूएस वर्तमान में Google के साथ गेम से आगे है, आईबीएम भवन 50-qubit वास्तुकला, और अन्य पीछे बंद हो गए। डी-वेव सिस्टम्स, एक कनाडाई कंपनी, में एक कार्यकारी 2,048-qubit प्रणाली है, और एक बहुत निर्माण कर रही है बड़ी 5,000-qubit मशीन। लेकिन ये केवल एक विशेष वर्ग की समस्याओं को हल कर सकते हैं, और वे प्रोग्रामेबल सामान्य-उद्देश्य क्वांटम कंप्यूटर नहीं हैं जो अन्य निर्माण कर रहे हैं। चीनी क्वांटम कंप्यूटर की दौड़ में अमेरिका और उसकी कंपनियों से पीछे हैं, लेकिन उन्होंने इसे हासिल किया है एक कार्यात्मक 18-qubit उलझाव, क्वांटम कंप्यूटिंग और ए के लिए एक अलग दृष्टिकोण 24-qubit मशीन। चीन इस क्षेत्र में कई और शोधकर्ता लगता है, और यह भी एक पेटेंट और शोध पत्रों की बड़ी संख्या। क्वांटम कंप्यूटरों की खोज करने वाले अन्य सभी देश, जिनमें यूरोपीय संघ और भारत शामिल हैं, अमेरिका और चीन जो भी खर्च कर रहे हैं उसका कुछ ही हिस्सा खर्च कर रहे हैं।

Google के नवीनतम अभ्यास ने क्वांटम कंप्यूटिंग को लाया है - या अनिश्चितता को एम्बेड करने वाली एक तकनीक- हमारे दरवाजे पर दस्तक दे रही है। यह कब और कैसे दर्ज होगा यह देखा जाना बाकी है। लेकिन यह अब का सवाल नहीं है, लेकिन जब।


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प्रबीर पुरकायस्थ

प्रबीर पुरकायस्थ के प्रमुख और संपादक हैं Newsclick। वह भारत के फ्री सॉफ्टवेयर मूवमेंट के अध्यक्ष हैं और एक इंजीनियर और एक विज्ञान कार्यकर्ता हैं।

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1 टिप्पणी

  1. लैरी एन स्टाउट अक्टूबर 10, 2019

    दुर्भाग्य से, होमो सेपियन्स के लिए एक दीर्घकालिक भविष्य गणना नहीं करता है।

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