यूके-आधारित फाइनेंशियल टाइम्स में एक कहानी के बाद टेक वेबसाइटों और सैद्धांतिक कंप्यूटर-विज्ञान आउटलेट इस सप्ताह के शुरू में घोषित किए गए थे जिसमें कहा गया था कि Google ने ‘क्वांटम वर्चस्व हासिल करने’ का दावा किया था। एक पंक्ति में, इसका मतलब है कि Google पर शोधकर्ताओं ने क्वांटम कंप्यूटरों की मदद से सेकंड में एक बहुत मुश्किल समस्या हल की थी जो एक सुपर कंप्यूटर नहीं कर सकता था। शोध पत्र अभी तक औपचारिक रूप से क्षेत्र में साथियों द्वारा वीटो किया गया है और सार्वजनिक रूप से नेशनल एरोनॉटिक्स एंड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन (नासा) की वेबसाइट पर दिखाई देने के बाद बन गया है – जाहिर है कि इसके कुछ शोधकर्ता परियोजना में शामिल थे। यह जल्द ही पूर्ण रूप में फिर से प्रकट होने की संभावना है।

 

क्वांटम कंप्यूटर क्या हैं?

क्वांटम कंप्यूटर उन शास्त्रीय कंप्यूटरों से अलग काम करते हैं जिन पर हम आज काम करते हैं। क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों को छोड़कर, वे आसानी से कम्प्यूटेशनल समस्याओं से निपट सकते हैं जो शास्त्रीय कंप्यूटर के लिए कठिन हो सकते हैं क्योंकि इसमें शामिल संख्याओं और संख्याओं के आकार बड़े होते हैं। क्वांटम कंप्यूटर डेस्कटॉप या लैपटॉप की तरह नहीं लगते हैं जिन्हें हम ‘कंप्यूटर’ शब्द से जोड़ते हैं। इसके बजाय (और उनमें से केवल कुछ मुट्ठी भर हैं) वे कई कार्यालयों के वातानुकूलित सर्वर रूम या योर के डेस्कटॉप से ​​केंद्रीय प्रसंस्करण इकाइयों के ढेर से मिलते-जुलते हैं जो कि उलझी हुई तारों से जुड़े होते हैं और ठंड वाले कमरों में लगे होते हैं। पारंपरिक कंप्यूटर शास्त्रीय भौतिकी के बाद ’बिट्स’ या 1s और 0s में जानकारी संसाधित करते हैं, जिसके तहत हमारे कंप्यूटर एक समय में a 1 ’या’ 0 ’संसाधित कर सकते हैं। दुनिया का सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटर आज एक सेकेंड में 148,000 ट्रिलियन ऑपरेशन कर सकता है और इस उपलब्धि को हासिल करने के लिए एक विशेष संयोजन में लगभग 9000 आईबीएम सीपीयू की आवश्यकता होती है। क्वांटम कंप्यूटर्स bits qubits ’(या क्वांटम बिट्स) में गणना करते हैं। वे क्वांटम यांत्रिकी के गुणों का शोषण करते हैं, विज्ञान जो यह बताता है कि परमाणु पैमाने पर व्यवहार कैसे होता है। चीजों की इस योजना में, प्रोसेसर 1 और 0 एक साथ हो सकते हैं, एक स्थिति जिसे क्वांटम सुपरपोजिशन कहा जाता है। हालांकि यह गणना की गति को तेज करता है, 100 से कम की मात्रा वाली मशीन बहुत सारे डेटा के साथ समस्याओं को हल कर सकती है जो सैद्धांतिक रूप से सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटर की क्षमताओं से परे हैं। क्वांटम सुपरपोज़िशन के कारण, एक क्वांटम कंप्यूटर – अगर यह योजना बनाने के लिए काम करता है – समानांतर में काम करने वाले कई शास्त्रीय कंप्यूटरों की नकल कर सकता है। क्वांटम सुपरपोज़िशन के कारण, एक क्वांटम कंप्यूटर – अगर यह योजना बनाने के लिए काम करता है – समानांतर में काम करने वाले कई शास्त्रीय कंप्यूटरों की नकल कर सकता है।

 

यह हमारी मदद कैसे करेगा?

शास्त्रीय सुपर कंप्यूटरों की गति और क्षमता ऊर्जा आवश्यकताओं द्वारा सीमित हैं। इनके साथ ही उन्हें अधिक भौतिक स्थान की भी आवश्यकता होती है। बड़ी मात्रा में डेटा को जल्दी से संसाधित करके वास्तव में उपयोगी जानकारी की तलाश करना एक वास्तविक दुनिया की समस्या है और जिसका क्वांटम कंप्यूटरों द्वारा तेजी से सामना किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि हमारे पास एक लाख सोशल मीडिया प्रोफाइल का डेटाबेस है और उसे किसी विशेष व्यक्ति की तलाश करनी है, तो एक शास्त्रीय कंप्यूटर को उन प्रोफाइलों में से प्रत्येक को स्कैन करना होगा, जो एक मिलियन चरणों में होगी। 1996 में, बेल लैब्स के लव के ग्रोवर ने पाया कि एक क्वांटम कंप्यूटर एक लाख के बजाय एक हजार चरणों के साथ एक ही कार्य करने में सक्षम होगा। यह कम प्रोसेसर और कम ऊर्जा में तब्दील हो जाता है।

सिद्धांत रूप में, एक क्वांटम कंप्यूटर इस समस्या को तेजी से हल कर सकता है क्योंकि यह जटिल समस्याओं पर हमला कर सकता है जो एक शास्त्रीय कंप्यूटर के दायरे से परे हैं। मूल लाभ गति है क्योंकि यह समानांतर में काम कर रहे कई शास्त्रीय कंप्यूटरों को अनुकरण करने में सक्षम है। बैंकिंग और सुरक्षा अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले कई एन्क्रिप्शन सिस्टम का उपयोग उन कंप्यूटरों पर किया जाता है जो गणितीय समस्याओं को संभालने में असमर्थ हैं जो एक सीमा से परे कम्प्यूटेशनल रूप से मांग कर रहे हैं। क्वांटम कंप्यूटर, सिद्धांत रूप में, उन सीमाओं को पार कर सकते हैं।

 

Google ने क्या हासिल किया है?

क्वांटम वर्चस्व क्वांटम कंप्यूटर को संदर्भित करता है जो एक ऐसी समस्या को हल करने में सक्षम है जो एक शास्त्रीय कंप्यूटर नहीं कर सकता है। शोध पत्र में, Google ने लाखों की संख्या में अनुक्रम उत्पन्न करने के लिए 53-qubit प्रोसेसर का उपयोग किया। हालाँकि ये संख्याएँ अनियमित रूप से उत्पन्न होती हैं, वे Google द्वारा उत्पन्न एल्गोरिथम के अनुरूप हैं। एक शास्त्रीय सुपर कंप्यूटर ने इनमें से कुछ मूल्यों की जाँच की और वे सही थे। Google के क्वांटम कंप्यूटर, जिसे साइकैमोर नाम दिया गया है, ने ‘सर्वोच्चता’ का दावा किया है क्योंकि इसने कथित तौर पर 200 सेकंड में कार्य किया था जिसे स्पष्ट रूप से पूरा करने के लिए एक सुपर कंप्यूटर को 10,000 साल लग गए होंगे।

 

क्या यह एक महत्वपूर्ण उपलब्धि है?

प्रभावशाली के रूप में यह लग सकता है, विशेषज्ञों का कहना है कि इसका मतलब यह नहीं है कि क्वांटम कंप्यूटर उस पर फेंकी गई हर चुनौतीपूर्ण समस्या को हल कर सकता है। नंबर जनरेट करने वाला कार्य फेरारी और ट्रक की दौड़ में बराबर था और कार की अनुमानित जीत पर, यह घोषणा करें कि फेरारी वह सब कुछ कर सकता है जो एक ट्रक ने किया था। जबकि आईबीएम और कुछ अन्य निजी प्रतिष्ठानों में भी क्वांटम कंप्यूटर प्रोटोटाइप हैं, एक आम बीमारी यह है कि उनके पास त्रुटियों के लिए अपनी अनूठी प्रवृत्ति है और सुपर कंप्यूटर के रूप में वास्तविक दुनिया की समस्याओं को निष्पादित करने के लिए अधिक योग्य नहीं हैं।

फिर, नए गणितीय तरीकों या तकनीकों के निर्माण पर अभी तक कोई नियम नहीं है जो शास्त्रीय कंप्यूटरों को समान कार्य को तेजी से निष्पादित करने की अनुमति देगा। कुछ विशेषज्ञों ने कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी, संयुक्त राज्य अमेरिका के सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी जॉन प्रेस्किल द्वारा गढ़े गए शब्द ‘क्वांटम वर्चस्व’ पर भी सवाल उठाए हैं। हालाँकि, Google दिखाता है कि क्वांटम कंप्यूटर एक वास्तविक विश्व कार्य में सक्षम हैं। यह निजी उद्यमियों और यहां तक कि शिक्षाविदों को उन्हें बेहतर बनाने और वास्तविक दुनिया की समस्याओं को अनुकूलित करने के लिए समय और धन का निवेश करने का विश्वास देता है। क्वैब की संख्या के संदर्भ में, डी-वेव सिस्टम का कहना है कि यह 2020 तक 5000-क्विबिट प्रणाली को व्यावसायिक रूप से लॉन्च करने के लिए तैयार है। नासा में पहले से ही 1000-qubit प्रणाली है। डी-वेव का दावा है कि कार निर्माता वोक्सवैगन ने अपने क्वांटम कंप्यूटर का इस्तेमाल करके यह पता लगाया कि 10,000 कारों के डेटा पर निर्भर बीजिंग में टैक्सियों के एक बेड़े को कैसे नियंत्रित किया जाए, लेकिन इस प्रयोग का वर्णन करने वाला शोध पत्र यह स्पष्ट नहीं करता है कि प्रस्तावित समाधान एल्गोरिदम से बेहतर है जो वर्तमान में यातायात प्रवाह को अनुकूलित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

 

ऑनलाइन बैंकिंग के लिए इसका क्या अर्थ होगा?

एक सवाल आलोचक उठाता है कि क्वांटम कंप्यूटिंग का उपयोग और एन्क्रिप्शन कोड तोड़ने की इसकी क्षमता ऑनलाइन बैंकिंग को कैसे प्रभावित करेगी। बैंकिंग ग्रेड एन्क्रिप्शन को तोड़ना दूर की कौड़ी है। स्कॉट एरोनसन, एक सैद्धांतिक कंप्यूटर वैज्ञानिक, जिन्होंने Google के करतबों पर लिखा है, यह बताता है कि वर्तमान एन्क्रिप्शन मानकों को क्वांटम कंप्यूटर की आवश्यकता होती है जो पूरी तरह से मिलकर कई हजार “तार्किक क्विब” काम करते हैं। इसे उस तरह के लाखों qubits की आवश्यकता होती है जो Sycamore को ‘तार्किक qubits’ बनाने के लिए और Sycamore के 53 पर निपटान में बर्फ में कटौती नहीं होती है। हालांकि, क्वांटम कंप्यूटरों को डिजाइन करने के लिए अन्य दृष्टिकोण हैं और इसके साथ समस्याओं का समाधान करने के लिए चतुर तरीके हो सकते हैं। इसके अलावा, अगर तकनीकी सफलताएँ बैंकिंग या वित्तीय कार्यों के लिए एक वास्तविक खतरा पैदा करती हैं, तो यह संभावना है कि बैंक स्वयं क्वांटम कंप्यूटरों का उपयोग करेंगे।

 

क्या भारत क्वांटम कंप्यूटिंग पर काम कर रहा है?

भारत में अभी तक क्वांटम कंप्यूटर नहीं हैं। 2018 में, विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग ने क्वांटम-सक्षम विज्ञान और प्रौद्योगिकी (QuEST) नामक एक कार्यक्रम का अनावरण किया और अनुसंधान में तेजी लाने के लिए अगले तीन वर्षों में 80 करोड़ का निवेश करने के लिए प्रतिबद्ध किया। अगले दशक के भीतर भारत में निर्मित एक क्वांटम कंप्यूटर की योजना है। समस्या के चरण -1 में अनुसंधान विशेषज्ञों को काम पर रखना और शारीरिक रूप से इस तरह की प्रणालियों के निर्माण के लिए टीमों की स्थापना करना शामिल है।

Source: The Hindu

Relevant for GS Prelims & Mains Paper III; Science & Technology