कंप्यूटिंग शक्ति संकट के बिंदु पर पहुंच रही है। यदि हम कंप्यूटर के आने के बाद से चलन का पालन करना जारी रखते हैं, तो 2040 तक, हमारे पास दुनिया की सभी मशीनों को शक्ति देने की क्षमता नहीं होगी, जब तक कि हम क्वांटम कंप्यूटिंग को क्रैक नहीं कर सकते।
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क्वांटम कंप्यूटर अपने शास्त्रीय समकक्ष की तुलना में तेज गति और अधिक मजबूत सुरक्षा का वादा करते हैं, और वैज्ञानिक दशकों से क्वांटम कंप्यूटर बनाने का प्रयास कर रहे हैं।
क्वांटम क्या है और यह हमारी मदद कैसे करता है?
क्वांटम कंप्यूटिंग शास्त्रीय कंप्यूटिंग से एक मौलिक तरीके से भिन्न होती है - जिस तरह से जानकारी संग्रहीत की जाती है। क्वांटम कंप्यूटिंग क्वांटम यांत्रिकी की एक अजीब संपत्ति बनाता है, जिसे सुपरपोजिशन कहा जाता है। इसका मतलब है कि एक 'इकाई' शास्त्रीय कंप्यूटिंग में पाए जाने वाले समकक्ष की तुलना में बहुत अधिक जानकारी रख सकती है।
जानकारी 'में स्टोर हो जाती है' बिट्स 'राज्य में' 1 'या' 0 ,' एक लाइट स्विच की तरह जो चालू या बंद होता है। इसके विपरीत, क्वांटम कंप्यूटिंग में सूचना की एक इकाई शामिल हो सकती है जो ' 1 , '' 0 ,' या ए दो राज्यों का सुपरपोजिशन .
एक सुपरपोजिशन को एक गोले के रूप में सोचें। ' 1 'उत्तरी ध्रुव पर लिखा है, और' 0 ' दक्षिण में लिखा है- दो शास्त्रीय बिट्स। हालाँकि, ध्रुवों के बीच कहीं भी एक क्वांटम बिट (या qubit) पाया जा सकता है।
क्वांटम बिट्स जो एक ही समय में चालू और बंद हो सकते हैं, एक क्रांतिकारी, उच्च-प्रदर्शन प्रतिमान प्रदान करते हैं जहां जानकारी संग्रहीत और अधिक कुशलता से संसाधित होती है, डॉ। कुई-लिन चिउ 2017 में Alphr के लिए। डॉ। चिउ मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में सामग्री के क्वांटम यांत्रिक व्यवहार के लिए एक शोधकर्ता थे।
एक इकाई में बहुत अधिक मात्रा में जानकारी संग्रहीत करने की क्षमता का अर्थ है कि क्वांटम कंप्यूटिंग आज हमारे द्वारा उपयोग किए जाने वाले कंप्यूटरों की तुलना में तेज़ और अधिक ऊर्जा कुशल हो सकती है। तो इसे हासिल करना इतना कठिन क्यों है?
क्वबिट बनाना
क्वांटम कंप्यूटर की रीढ़, क्यूबिट्स बनाना मुश्किल है और एक बार स्थापित हो जाने के बाद, इसे नियंत्रित करना और भी कठिन होता है। वैज्ञानिकों को उन्हें विशिष्ट तरीकों से बातचीत करने के लिए प्राप्त करना चाहिए जो क्वांटम कंप्यूटर में काम करेंगे।
शोधकर्ताओं ने उन्हें बनाने के लिए सुपरकंडक्टिंग सामग्री, आयन जाल में रखे आयनों, अलग-अलग तटस्थ परमाणुओं और अलग-अलग जटिलता के अणुओं का उपयोग करने की कोशिश की है। हालांकि, उन्हें लंबे समय तक क्वांटम जानकारी पर बनाए रखना मुश्किल साबित हो रहा है।
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हाल के शोध में, एमआईटी के वैज्ञानिकों ने केवल दो परमाणुओं से बने सरल अणुओं के समूह का उपयोग करके एक नया दृष्टिकोण तैयार किया।
हम अल्ट्राकोल्ड अणुओं का उपयोग 'क्विबिट्स' के रूप में कर रहे हैं, पेपर के प्रमुख लेखक प्रोफेसर मार्टिन ज़्वियरलिन ने 2017 में अल्फ़्र को बताया। अणुओं को लंबे समय से क्वांटम सूचना के वाहक के रूप में प्रस्तावित किया गया है, जिसमें परमाणुओं, आयनों, सुपरकंडक्टिंग क्वैबिट जैसी अन्य प्रणालियों पर बहुत फायदेमंद गुण हैं। , आदि। यहां, हम पहली बार दिखाते हैं, कि आप इस तरह की क्वांटम जानकारी को विस्तारित अवधि के लिए अल्ट्राकोल्ड अणुओं की गैस में संग्रहीत कर सकते हैं। बेशक, एक अंतिम क्वांटम कंप्यूटर को गणना भी करनी होगी, उदाहरण के लिए, तथाकथित फाटकों को महसूस करने के लिए क्वैबिट एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं। Zwierlein जारी रखा, लेकिन पहले, आपको यह दिखाने की ज़रूरत है कि आप क्वांटम जानकारी को भी पकड़ सकते हैं, और यही हमने किया है।
MIT में बनाए गए qubits पिछले प्रयासों की तुलना में लंबे समय तक क्वांटम जानकारी पर बने रहे, लेकिन फिर भी केवल एक सेकंड के लिए। यह समय सीमा कम लग सकती है, लेकिन वास्तव में यह एक तुलनीय प्रयोग की तुलना में एक हजार गुना अधिक समय के क्रम में है, ज़्वियरलेन ने समझाया।
हाल ही में, न्यू साउथ वेल्स विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने क्वांटम कंप्यूटिंग की दिशा में एक महत्वपूर्ण सफलता हासिल की है। उन्होंने एक नए प्रकार के क्वबिट का आविष्कार किया जिसे फ्लिप-फ्लॉप क्वबिट कहा जाता है, जो फॉस्फोरस परमाणु के इलेक्ट्रॉन और नाभिक का उपयोग करता है। उन्हें एक चुंबकीय के बजाय एक विद्युत संकेत द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जिससे उन्हें वितरित करना आसान हो जाता है। 'फ्लिप-फ्लॉप' क्वाइब एक विद्युत क्षेत्र का उपयोग करके इलेक्ट्रॉन को नाभिक से दूर खींचकर काम करता है, जिससे एक विद्युत द्विध्रुव बनता है।
क्वबिट्स से परे
हालाँकि, यह केवल qubits नहीं है, जिसे वैज्ञानिकों को पता लगाने की आवश्यकता है। उन्हें क्वांटम कंप्यूटिंग चिप्स को सफलतापूर्वक बनाने के लिए सामग्री निर्धारित करने की भी आवश्यकता है।
चिउ'सो कागज़ , 2017 में पहले प्रकाशित हुआ, सामग्री की अति पतली परतें मिलीं जो क्वांटम कंप्यूटिंग चिप के लिए आधार बन सकती हैं। चिउ ने अल्फ्र से कहा, इस शोध के बारे में दिलचस्प बात यह है कि हम सही सामग्री कैसे चुनते हैं, इसके अद्वितीय गुणों का पता लगाते हैं, और उपयुक्त क्वाइब बनाने के लिए इसके लाभ का उपयोग करते हैं।
मूर का नियम भविष्यवाणी करता है कि सिलिकॉन चिप्स पर ट्रांजिस्टर का घनत्व लगभग हर 18 महीने में दोगुना हो जाता है, चिउ ने अल्फ्र को बताया। हालांकि, ये उत्तरोत्तर सिकुड़े हुए ट्रांजिस्टर अंततः एक छोटे पैमाने पर पहुंचेंगे जहां क्वांटम यांत्रिकी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
मूर का नियम, जिसे चिउ ने संदर्भित किया है, 1970 में इंटेल के सह-संस्थापक गॉर्डन मूर द्वारा विकसित एक कंप्यूटिंग शब्द है। इसमें कहा गया है कि कंप्यूटर के लिए समग्र प्रसंस्करण शक्ति हर दो साल में दोगुनी हो जाती है। जैसा कि चिउ कहता है, चिप्स का घनत्व कम हो जाता है - एक समस्या जिसका क्वांटम कंप्यूटिंग चिप्स संभावित रूप से उत्तर दे सकता है।
क्या क्वांटम कंप्यूटिंग परम वाष्पवेयर है?
वाष्पवेयर क्या है?
यदि आपने कभी इस शब्द के बारे में नहीं सुना है वेपरवेयर , यह अनिवार्य रूप से एक सॉफ्टवेयर-संबंधित उत्पाद है जो विज्ञापित है लेकिन अभी तक उपलब्ध नहीं है या संभवतः कभी उपलब्ध नहीं होता है। एक उदाहरण एक सॉफ्टवेयर उत्पाद है जिसे भारी विपणन किया गया था लेकिन कभी भी दिन का उजाला नहीं देखा।
क्वांटम कंप्यूटर के प्रभाव और व्यवसाय और अनुसंधान वातावरण में विभिन्न प्रगति के बारे में दशकों से आशावादी भविष्यवाणियां करने वाले लोगों के बावजूद, हम क्वांटम कंप्यूटिंग के सपने को प्राप्त करने के कितने करीब हैं? क्या यह स्थिति भविष्य के वेपरवेयर की भविष्यवाणी है, या यह किसी काम की चीज बन जाएगी?
हम में तल्लीन क्वांटम कंप्यूटिंग की वास्तविकता एक अन्य लेख में। संक्षेप में, एक क्वांटम कंप्यूटर अगले एक या दो साल में एक पारंपरिक कंप्यूटर की तुलना में बहुत तेजी से अवास्तविक गणना करेगा। हालाँकि, यह एक सीधी प्रक्रिया नहीं होगी, और यह रोज़मर्रा के उपभोक्ताओं के लिए सस्ता या फायदेमंद नहीं होगा।
