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Future कंप्यूटर अस्तित्व में आ रहे हैं IBM Qubits क्वांटम क्यों मायने रखता है
एक शास्त्रीय कंप्यूटर के बीच अंतर – जिसमें उस मशीन से लेकर ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी में फ्रंटियर सुपर कंप्यूटर तक सब कुछ शामिल है – और एक क्वांटम कंप्यूटर सबसे मौलिक स्तर पर शुरू होता है: बिट, या क्वांटम कंप्यूटर के लिए, qubits. जबकि बिट्स बाइनरी स्टेट फैशन में जानकारी व्यक्त करते हैं – ऑन/ऑफ, 1/0 – क्यूबिट्स, क्योंकि वे क्वांटम भौतिकी के अजीब गुणों का लाभ उठा सकते हैं, एक ही समय में कई राज्यों को व्यक्त कर सकते हैं, जितना कि भौतिकी में क्वांटम कण हो सकते हैं एक ही समय में कई अलग-अलग राज्य।
(यदि इससे आपका दिमाग टूट जाता है, तो चिंता न करें – आइंस्टीन को भी ऐसा ही लगता था।) कंप्यूटिंग के संदर्भ में इसका मतलब यह है कि जहां शास्त्रीय मशीनें एक के बाद एक संभावनाओं की गणना करती हैं, वहीं क्वांटम मशीनें एक साथ कई गणनाएं कर सकती हैं। 60 मिनट्स के साथ हाल ही में एक साक्षात्कार में, भौतिक विज्ञानी मिचियो काकू ने क्वांटम कंप्यूटर की तुलना भूलभुलैया में रखे एक चूहे से की, जो एक शास्त्रीय मशीन की तरह बारी-बारी से जाने के बजाय एक ही समय में सभी संभावित मार्गों को स्कैन कर सकता है।
IBM Unveils 400 Qubit-Plus Quantum Processor and Next-Generation IBM Quantum System Two
इसका मतलब है कि IBM एक क्वांटम कंप्यूटर अत्यधिक जटिल समस्याओं को हल कर सकता है जो हमेशा एक शास्त्रीय कंप्यूटर की पहुंच से बाहर होती हैं, चाहे वह कितनी भी तेज चले या उसे काम करने में कितना समय लगे। यह ऐसा है मानो कंप्यूटिंग हमेशा दो आयामों में मौजूद थी, और अचानक, हमने एक तिहाई की खोज की।
व्यावहारिक संभावनाएँ बहुत अधिक हैं। संभावित रूप से अभी तक अटूट क्रिप्टोग्राफी को तोड़ने में सक्षम होने के अलावा – एक कारण है कि अमेरिका और चीन सहित दुनिया भर की सुरक्षा एजेंसियां क्वांटम पर इतना ध्यान केंद्रित कर रही हैं – क्वांटम कंप्यूटर एक दिन भौतिक दुनिया के व्यवहार को पूरी तरह से मॉडल कर सकते हैं, जो आख़िरकार, यह अंततः क्वांटम भौतिकी पर आधारित है, शास्त्रीय नहीं।
विशिष्ट प्रोटीन पर लक्षित दवाओं की स्क्रीनिंग और अनुकूलन के प्रयास में क्लीवलैंड क्लिनिक पहले से ही एक पुराने आईबीएम क्वांटम कंप्यूटर का उपयोग कर रहा है। जैसे-जैसे शास्त्रीय कंप्यूटिंग अपनी भौतिक सीमाओं तक पहुंचेगी, क्वांटम भी अधिक महत्वपूर्ण हो जाएगा। कंप्यूटर आज अधिक शक्तिशाली हो गए हैं क्योंकि वैज्ञानिक प्रत्येक चिप पर अधिक से अधिक ट्रांजिस्टर पैक करने में कामयाब रहे हैं। इस तरह मूर का नियम – यह विचार कि कंप्यूटर हर गुजरते साल के साथ और अधिक शक्तिशाली और सस्ता होता जाएगा – एक भविष्यवाणी से वास्तविकता में बदल गया। लेकिन आज ट्रांजिस्टर पाँच परमाणुओं जितने छोटे हैं, जिसका अर्थ है कि बढ़ने (या सिकुड़ने) के लिए अधिक जगह नहीं है। क्वांटम इन भौतिक सीमाओं से बचने के रास्ते का प्रतिनिधित्व करता है।
आईबीएम क्वांटम सिस्टम टू ग्रे धातु में लिपटा हुआ है, जो लगभग एक औद्योगिक रेफ्रिजरेटर के आकार और आकृति का है। जो समझ में आता है – अंदर का अधिकांश आर्किटेक्चर शीतलन उपकरणों से बना है जो तीन आईबीएम हेरॉन क्वांटम प्रोसेसर को “गहरे स्थान से भी अधिक ठंडा” रखता है, जैसा कि आईबीएम के वरिष्ठ उपाध्यक्ष और अनुसंधान निदेशक डारियो गिल ने एक साक्षात्कार में मुझे बताया था। करीब से देखने पर यह एक शांत इलेक्ट्रॉनिक गुंजन उत्सर्जित करता है। क्वांटम सिस्टम टू 2001 के सुपर कंप्यूटर की कुछ संतानों की तरह निषिद्ध दिखता है: ए स्पेस ओडिसी, एचएएल की भयानक लाल आंख के बिना।
और यह होना चाहिए – सैकड़ों क्यूबिट के साथ, शास्त्रीय कंप्यूटिंग बिट्स का क्वांटम समकक्ष, तीन कनेक्टेड प्रोसेसर पर काम करते हुए, क्वांटम सिस्टम टू क्वांटम कंप्यूटिंग को प्रयोगशाला से व्यावहारिक दुनिया में लाने के लिए बहुत लंबे रास्ते में एक महत्वपूर्ण कदम का प्रतिनिधित्व करता है, जहां ऐसी मशीनें एक दिन उन समस्याओं को हल कर सकती हैं जिन्हें सबसे तेज़ शास्त्रीय सुपर कंप्यूटर भी लाखों वर्षों में हल नहीं कर सके।
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IBM Research
लेकिन दिखावे में धोखा हो सकता है. सिस्टम दो के अंदर क्वांटम कंप्यूटिंग का वास्तविक काम करने वाले क्वैबिट उतने ही संवेदनशील और त्रुटि-प्रवण हैं जितना कि हार्डवेयर स्वयं अविनाशी दिखता है। इसीलिए क्वांटम कंप्यूटरों को ठंड से अधिक ठंडा रखने की आवश्यकता होती है – यहां तक कि तापमान या कंपन या शोर में थोड़ी सी भी वृद्धि के कारण क्वाइबिट्स चंचल क्वांटम स्थिति से बाहर हो सकते हैं जो उन्हें अपना जादू करने की अनुमति देता है।
