विषय
- क्वांटम वास्तविकता
- एक क्वांटम बिट का निर्माण
- नो बग्स, नो स्ट्रेस - योर स्टेप बाय स्टेप गाइड बाय स्टेप गाइड टू लाइफ-चेंजिंग सॉफ्टवेर विदाउट योर लाइफ
- कितने समीप हैं हम?
- निष्कर्ष
स्रोत: Rcmathiraj / Dreamstime.com
ले जाओ:
क्वांटम कंप्यूटिंग पर एक नज़र डालें, यह कैसे काम करता है और इसकी भविष्य की क्षमता क्या है।
"यदि आपको लगता है कि आप क्वांटम भौतिकी को समझते हैं, तो आप क्वांटम भौतिकी को नहीं समझते हैं।" यह उद्धरण भौतिक विज्ञानी रिचर्ड फेनमैन को दिया गया है, लेकिन यह स्पष्ट नहीं है कि क्या उन्होंने वास्तव में कहा है। 1995 के एमआईटी प्रकाशन से एक अधिक विश्वसनीय फेनमैन उद्धरण है: "मुझे लगता है कि मैं सुरक्षित रूप से कह सकता हूं कि कोई भी यांत्रिकी समझ में नहीं आता है।"
क्वांटम वास्तविकता
अब जब हम रास्ते से हट गए हैं, तो आइए देखें कि क्या कुछ ऐसा है जो हम जानते हैं। क्वांटम यांत्रिकी अजीब है। क्वांटम स्तर पर वे छोटे कण अपेक्षा के अनुरूप व्यवहार नहीं करते हैं। वहां चीजें अलग हैं।
क्वांटम ब्रह्मांड में पागल चीजें हो रही हैं। वहाँ आंतरिक यादृच्छिकता, अनिश्चितता, उलझाव है। यह सब थोड़ा बहुत लगता है।
अब हम जानते हैं कि परमाणु और उप-परमाणु कण ऐसे कार्य करते हैं मानो वे जुड़े हुए हों। आइंस्टीन ने क्वांटम उलझाव को "दूरी पर डरावना कार्रवाई" कहा। कल्पना करें कि दो वस्तुएं जो भौतिक रूप से अलग हैं, लेकिन वे उसी तरह व्यवहार करती हैं, उनके पास समान गुण हैं, और वे एक के रूप में कार्य करते हैं। अब कल्पना कीजिए कि उन दो वस्तुओं के अलावा 100,000 प्रकाश वर्ष हैं। अजीब वास्तव में।
अभी और है। क्वांटम यांत्रिकी में अनिश्चितता सिद्धांत कहता है कि कणों के कुछ गुणों को अभी ज्ञात नहीं किया जा सकता है। इसमें जोड़-तोड़ की समस्या है, जिसका तरंग कार्य के पतन के साथ कुछ लेना-देना है। और डबल-स्लिट प्रयोग के संस्करणों से प्रतीत होता है कि एक क्वांटम वस्तु एक ही समय में दो स्थानों पर हो सकती है, यह अवलोकन उपपरमाण्विक कणों की प्रकृति को बदल देता है, या इलेक्ट्रॉनों को समय में वापस यात्रा करने के लिए प्रकट होता है।
अब आप देखते हैं कि क्वांटम कंप्यूटर का निर्माण इस तरह की चुनौती क्यों हो सकती है। लेकिन यह लोगों को कोशिश करने से नहीं रोक रहा है। (क्वांटम कंप्यूटिंग पर अधिक जानकारी के लिए, क्वांटम कम्प्यूटिंग बिग डेटा हाईवे पर अगला मोड़ क्यों हो सकता है।)
एक क्वांटम बिट का निर्माण
अनिश्चितता के साथ समस्या यह है कि यह अभिकलन को कठिन बना देती है। लक्ष्य हमेशा आगे बढ़ रहा है। और यहां तक कि अगर आप कुछ गणितीय प्रणाली विकसित करते हैं, तो आप त्रुटियों के लिए कैसे सही हैं? और आपको लगा कि बाइनरी कठिन है।
ऑस्ट्रेलिया में न्यू साउथ वेल्स विश्वविद्यालय के प्रोफेसर एंड्रिया मोरेलो का कहना है, "एक क्वांटम एक क्वांटम मैकेनिकल सिस्टम है, जिसे कुछ उपयुक्त परिस्थितियों में, केवल दो क्वांटम स्तरों के रूप में माना जा सकता है।" "और एक बार जब आपके पास वह है, तो आप इसका उपयोग क्वांटम जानकारी को एनकोड करने के लिए कर सकते हैं।"
नो बग्स, नो स्ट्रेस - योर स्टेप बाय स्टेप गाइड बाय स्टेप गाइड टू लाइफ-चेंजिंग सॉफ्टवेर विदाउट योर लाइफ
जब कोई भी सॉफ़्टवेयर गुणवत्ता की परवाह नहीं करता है तो आप अपने प्रोग्रामिंग कौशल में सुधार कर सकते हैं।
कहना आसान है करना मुश्किल। वर्तमान क्वांटम कंप्यूटर अभी तक बहुत शक्तिशाली नहीं हैं। वे अभी भी बिल्डिंग ब्लॉक को सही पाने की कोशिश कर रहे हैं।
एक क्वांटम बिट, जिसे एक क्वबिट के रूप में भी जाना जाता है, में द्विआधारी डिजिटल कंप्यूटिंग में शास्त्रीय बिट की तुलना में तेजी से अधिक क्षमता है। एक प्राथमिक कण एक साथ कई राज्यों में हो सकता है, एक गुणवत्ता जिसे सुपरपोज़िशन कहा जाता है। जबकि एक शास्त्रीय बिट दो राज्यों (एक या शून्य) में से किसी एक में हो सकता है, एक ही समय में दोनों स्थितियों में एक qubit हो सकती है।
एक सिक्के के बारे में सोचो। इसके दो पहलू हैं: सिर या पूंछ। एक सिक्का द्विआधारी है। लेकिन कल्पना कीजिए कि आप सिक्के को हवा में पलटाते हैं और यह अनिश्चित काल तक बहता रहता है। हालांकि यह फ़्लिपिंग है, क्या यह सिर है या यह पूंछ है? अगर यह कभी जमीन पर उतर जाए तो क्या होगा? आप फ़्लिपिंग कॉइन को कैसे निर्धारित कर सकते हैं? यह चित्रण सुपरपोजिशन का एक शानदार प्रयास है।
तो आप कैसे एक qubit बनाते हैं? ठीक है, अगर क्वांटम भौतिक विज्ञानी क्वांटम यांत्रिकी को नहीं समझते हैं, तो हम शायद ही यहां पर्याप्त स्पष्टीकरण का प्रबंधन कर सकें। आइए क्वाइल बनाने के लिए परीक्षण की जा रही तकनीकों की एक शॉर्टलिस्ट के लिए समझौता करें:
- सुपरकंडक्टिंग सर्किट
- स्पिन बोली
- आयन जाल
- फोटोनिक सर्किट
- सामयिक ब्रेड्स
इनमें से सबसे लोकप्रिय पहले दो हैं। अन्य विश्वविद्यालय अनुसंधान के विषय हैं। पहली तकनीक में, विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को खत्म करने के लिए सुपरकंडक्टर्स को सुपरकॉल किया जाता है। लेकिन सुसंगतता अपेक्षाकृत कम होती है और चीजें टूट जाती हैं। प्रोफेसर मोरेलो स्पिन तकनीक पर काम कर रहे हैं। क्वांटम कणों में विद्युत आवेश होता है, जैसे मैग्नेट करते हैं। माइक्रोवेव दालों द्वारा, वह एक इलेक्ट्रॉन को नीचे के बजाय स्पिन करने में सक्षम होता है, जिससे एकल-इलेक्ट्रॉन ट्रांजिस्टर बनता है।
फिर दोष सहिष्णुता और त्रुटि सुधार की बात बनी हुई है। कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सांता बारबरा के शोधकर्ताओं ने अपने क्विट गेट्स के साथ 99.4 प्रतिशत निष्ठा तक पहुंचने में कामयाबी हासिल की है। उन्होंने ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय में 99.9 प्रतिशत गेट निष्ठा हासिल की है। तो क्या हम अभी तक वहाँ हैं?
कितने समीप हैं हम?
एडविन कार्टलिज ने यह सवाल अक्टूबर 2016 के लेख में प्रकाशिकी और फोटोनिक्स समाचार के लिए पूछा। 2015 में ETSI की ओर से एक चेतावनी कि संगठनों को "क्वांटम सुरक्षित" स्विच करना चाहिए एन्क्रिप्शन तकनीक आपको बताएगी कि कुछ क्षितिज पर है।
Google, Microsoft, Intel और IBM सभी खेल में हैं। थ्रेशोल्ड में से एक का पीछा करते हुए Google ने "क्वांटम वर्चस्व" कहा है। इसका उपयोग उस बिंदु का वर्णन करने के लिए किया जाता है, जिस पर एक क्वांटम कंप्यूटर कुछ ऐसा करता है जो एक शास्त्रीय कंप्यूटर नहीं कर सकता है।
साइंटिफिक अमेरिकन में डेविड कास्टेल्ची के अनुसार, आईबीएम ने 2017 में एक "सार्वभौमिक" क्वांटम कंप्यूटर को रोल आउट करने की योजना बनाई है। "आईबीएम क्यू" डब किया गया, यह एक शुल्क के लिए इंटरनेट पर उपलब्ध क्लाउड-आधारित सेवा होगी। आप अपने ऑनलाइन उपलब्ध क्वांटम एक्सपीरियंस को आजमाकर, जो वे काम कर रहे हैं, उसका स्वाद प्राप्त कर सकते हैं। लेकिन कास्टेवल्ची का कहना है कि इनमें से कोई भी प्रयास पारंपरिक कंप्यूटरों की तुलना में अधिक शक्तिशाली नहीं है - फिर भी। क्वांटम की सर्वोच्चता अभी तक स्थापित नहीं हुई है।
जैसा कि 2013 में Techopedia ने बताया था, Google के पास एक बार विकसित होने वाले एक परिपक्व क्वांटम कंप्यूटर के लिए बहुत सारे अनुप्रयोग हैं। Microsoft टोपोलॉजिकल क्वांटम कंप्यूटिंग पर काम कर रहा है। कई स्टार्टअप रैंप पर चल रहे हैं, और क्षेत्र में काफी काम किया जा रहा है। लेकिन कुछ विशेषज्ञों ने चेतावनी दी है कि पकवान अभी तक पूरी तरह से पकाया नहीं जा सकता है। "मैं भविष्य के बारे में कोई प्रेस विज्ञप्ति जारी नहीं कर रहा हूं," ऑस्ट्रिया के इन्सब्रुक विश्वविद्यालय में रेनर ब्लाट कहते हैं। और भौतिक विज्ञानी डेविड विनलैंड कहते हैं, "मैं लंबी अवधि में आशावादी हूं, लेकिन 'दीर्घकालिक' का क्या अर्थ है, मुझे नहीं पता है।" (5 कूल चीजें गोगल्स क्वांटम कंप्यूटर देखें।)
यहां तक कि जब क्वांटम कंप्यूटिंग वर्चस्व प्राप्त हो जाता है, तो अपने लैपटॉप को जल्द ही बदलने के लिए इसे न देखें। क्वांटम कंप्यूटर, शुरुआती दिनों में अपने बाइनरी समकक्षों की तरह, केवल विशिष्ट उद्देश्यों के लिए समर्पित विशेष उपकरण हो सकते हैं। सबसे कॉमनसेंस उपयोग में से एक क्वांटम कंप्यूटर को क्वांटम मैकेनिक्स का अनुकरण करना होगा। मौसम की भविष्यवाणी जैसे गहन कंप्यूटर संचालन से, क्वांटम कंप्यूटिंग का उपयोग केंद्रीकृत और क्लाउड तक सीमित हो सकता है। बेशक, वह इसके लिए सही जगह हो सकती है।
निष्कर्ष
प्रोफेसर मोरेलो ने क्वांटम कंप्यूटिंग की प्राथमिक चुनौती को स्पष्ट रूप से पहचान लिया। इससे पहले कि आप जानकारी को एनकोड करना शुरू कर सकें, आपको क्वेट के साथ दो असतत क्वांटम स्तर स्थापित करने में सक्षम होना चाहिए। एक बार हासिल करने के बाद, क्वांटम कंप्यूटिंग "आपको एक शास्त्रीय कंप्यूटर की तुलना में एक बड़े पैमाने पर कम्प्यूटेशन स्पेस तक पहुंच प्रदान करता है"। एक क्वांटम कंप्यूटर, उदाहरण के लिए, 300 क्वबिट्स (N qubits = 2) के साथएन ब्रह्मांड में कण होने की तुलना में शास्त्रीय बिट्स) जानकारी के अधिक बिट्स को संसाधित करने में सक्षम होंगे।
यह बहुत सा है। लेकिन यहां से वहां तक पहुंचने में कुछ कर लगेगा।