हेलो दोस्तों, आज हम बेहद रोचक जानकारी लेकर आ गए है, आज हम बात करने वाले है Quantum Computer के बारे में आप चिंता मत कीजिय जितना इसका नाम कठिन है उतना ये कठिन नहीं है। हम आज इस से जुडी सारी तथ्य के बारे में बात करेंगे वो भी बिलकुल आसान शब्दों में What can quantum computer do क्वांटम कंप्यूटर क्या कर सकता है जो हमारा Normal Computer नहीं कर सकता, Purpose of इन सभी सवालो का जवाब आपको आज मिल जायेगा। तो आप पूरा लेख जरूर पढ़े
Quantum Computer क्या है?
Quantum Computer (क्वांटम कंप्यूटर) एक तरह का कंप्यूटर है जो अपने Calculation (गणना) करने के प्रक्रिया को भौतिकी के Quantum के सिद्धांतों के इस्तेमाल से सुपर कंप्यूटर से भी तेज़ कर पाती है।
ऊपर के दिए गए परिभाषा से आपको समझ में नहीं आया होगा पर आप चिंता मत कीजिय हम आपको अब विस्तार से आपको समझाते है। हम कहना क्या चाहते है?
अगर हम एक कंप्यूटर के दूसरे सारे उपकरण को छोड़े तो एक कंप्यूटर का अहम् चीज़ होता है उसका Processor एक कंप्यूटर में वो प्रोसेसर है जो सभी तरह के गणना के लिए जिम्मेवार है। और जैसे जैसे टेक्नोलॉजी बढ़ रही है वैसे वैसे हमारा प्रोसेसर का Speed में वृद्धि तथा इसके आकार में गिरावट देखने को मिल रहा है। याद कीजिय पहले का कंप्यूटर का आकार कितना बड़ा होता था लेकिन समय के साथ अब कंप्यूटर कितना छोटा हो गया। और ये अब क्वांटम टेक्नोलॉजी के आ जाने से और छोटा हो जायेगा।
आपके साधारण कंप्यूटर कैलकुलेशन के लिए bits का इस्तेमाल करता है। बिट्स का मतलब जिसमें डेटा को 0 और 1 की फॉर्म में रखा जाता है जिसे बाइनरी नंबर (Binary Number) कहा जाता है। बाइनरी नंबर का प्रयोग मशीनी भाषा ( Machine language ) में प्रोग्राम लिखने के लिये होता है मशीनी भाषा बायनरी कोड में लिखी जाती है जिसके केवल दो अंक होते हैं 0 और 1 .
चूंकि साधारण कम्प्यूटर मात्र बाइनरी संकेत अर्थात 0 और 1 को ही समझता है और हमारे कंप्यूटर में लगे सर्किट बायनरी कोड को पहचान लेते है और इसे Electrical signals मे परिवर्तित कर लेता है इसमें 0 का मतलब Off है और 1 का मतलब ON यानि यदि परिपथ में 0 पास हो रहा तो करंट नहीं जा रहा अगर 1 पास हो रहा तो करंट पास हो रहा।
कोई भी कंप्यूटर प्रोग्राम इन बाइनरी पर ही काम करते है। हम कोई भी कोड लिखते है उच्च स्तरीय भाषा में लेकिन कंप्यूटर इसे नहीं समझाता वो पहले इसे बाइनरी भाषा में बदलता है फिर इसको चलता है। ऐसे ही हमारे साधारण कंप्यूटर काम करता है।
अब जानते हैं Quantum कंप्यूटर के बारे में किसी भी Object का सबसे छोटा मात्रक परमाणु होता है, और परमाणु प्राकृतिक रूप से एक सूक्ष्म केलकुलेटर है वैज्ञानिकों को इसका विचार तभी आया जब उन्होंने यह समझा की परमाणु से प्राकृतिक रूप से सूक्ष्म कैलकुलेशन की जा सकती है और तभी उन्होंने क्वांटम कंप्यूटर के निर्माण के बारे में सोचा
Quantum Computer Explained – क्वांटम कंप्यूटर विस्तार रूप से
physics के अनुसार कोई भी परमाणु (Atom) प्राकृतिक रूप से घूमता (Spin) रहता है और यह जो Spin होता है यह या तो ऊपर (↑) की तरफ हो सकता है या नीचे (↓) की तरफ हो सकता है यानी Up और Down और अगर डिजिटल तकनीक के हिसाब से देखें तो प्रत्येक चीज को 0 और 1 की फॉर्म में रखा जाता है। यानी परमाणु का ऊपर जाने वाला चक्रण 1 हो सकता है और नीचे आने वाला चक्रण 0 हो सकता है। यही पर क्वांटम कंप्यूटर का नीव है।
Qubit क्या है? qubit in Quantum Computer
अगर हम परमाणु के चक्रण का मापन करने जाए तो यह एक ही समय में ऊपर या नीचे दोनों (⇅) तरफ हो सकता है। जो की Normal कंप्यूटर के बिट के बराबर नहीं होता बल्कि एक से ज्यादा बिट्स इनफार्मेशन इस में रहता है इसलिए इसे Qubit कहा जाता है।
इसे क्वांटम बिट्स (Quantum bits) भी कहा जाता है qubits Bits के मुकाबले काफी अलग होता है बिट्स में जो इनफॉरमेशन होती है वह या तो 0 में हो सकती है या 1 की फॉर्म में हो सकती है लेकिन क्यूबिट्स में जो इंफॉर्मेशन होती है वह एक ही बार में 0 और 1 दोनों फॉर्म में हो सकती है जिसे कम्प्यूटेशन स्पीड काफी ज्यादा बढ़ जाती है।
Super Computer Vs Quantum Computer
चूँकि क्वांटम कंप्यूटर में Qubits को दोनों स्थिति में देखा जा सकता है यानि 0 और 1 में इसमें ज्यादा सूचना रखने की क्षमता होती है। Qubits जब एक दूसरे से फिजिकली कनेक्ट नहीं भी होंगे तब भी वह Quantum Intimatement का या क्वांटम Quantum teleportation का इस्तेमाल करके सूचनाओं का आदान प्रदान करने में सक्षम होते हैं।
ऐसा कहा जाता है कि 40 qubits वाले क्वांटम कंप्यूटर की गणना शक्ति आज की वर्तमान सुपर कंप्यूटरों के बराबर होगी और यह आज के सुपरकंप्यूटर्स से कहीं ज्यादा तेजी से डाटा की कैलकुलेशन कर पाएंगे
Quantum computing कैसे करता है – How Quantum Computing
क्वांटम कंप्यूटर quantum के नियमों का उपयोग मानव समझ से परे गणना करने के लिए करता है। क्वांटम यांत्रिकी भौतिकी की एक शाखा है जो फोटॉन, इलेक्ट्रॉन और परमाणु नाभिक से संबंधित है।
परमाणु स्तर पर प्रकृति की जटिल रासायनिक और भौतिक प्रक्रियाओं की नकल करके, क्वांटम कंप्यूटर नई दवाओं को विकसित करने और सुपरकंडक्टिंग सामग्रियों का आविष्कार करने में मदद कर सकता है जो उदाहरण के लिए, ऊर्जा के नुकसान के बिना बिजली का संचालन करते हैं।
लेकिन एक नए वैज्ञानिक स्वर्ण युग की शुरुआत करने के लिए, नई तकनीक के पीछे शोधकर्ताओं को अभी भी कुछ बाधाओं को दूर करना होगा।
Qubit का इस्तेमाल
क्वांटम कंप्यूटर की कंप्यूटिंग शक्ति क्वांटम बिट्स से होती है, जो कि क्वैबिट्स के लिए संक्षिप्त है। एक साधारण कंप्यूटर पर, डेटा को 0 या 1. के मान के साथ बिट्स के रूप में संग्रहीत किया जाता है। चार शास्त्रीय बिट्स एक साथ 16 अलग-अलग डेटा संयोजन बना सकते हैं – (0000, 0001, 0010, आदि) – लेकिन शास्त्रीय कंप्यूटर केवल एक कंप्यूटर के साथ काम कर सकता है एक समय में ये संयोजन।
क्यूबिट्स में एक ही समय में 0 और 1 दोनों मान हो सकते हैं। इस स्थिति में, जिसे सुपरपोज़िशन कहा जाता है, कंप्यूटर एक ही समय में डेटा के सभी 16 संयोजनों के साथ काम कर सकता है। प्रत्येक जोड़े के लिए, कंप्यूटिंग शक्ति तेजी से बढ़ जाती है। शोधकर्ताओं के अनुसार, 300 क्वांट वाला एक क्वांटम कंप्यूटर ब्रह्मांड में परमाणुओं की तुलना में एक साथ अधिक गणना कर सकता है।
0 और 1 बाइनरी नंबर सिस्टम से आते हैं, जिस पर कंप्यूटर अपनी गणना को आधार बनाते हैं क्योंकि वे इतने बड़े थे कि उन्होंने एक लिविंग रूम भरा और ट्रांजिस्टर के बजाय रेडियो ट्यूब के साथ काम किया।
लेकिन कंप्यूटर पर काम करने के लिए बाइनरी नंबर के लिए, कुछ भौतिक होना चाहिए जो इसे कर सकता है। और यह कंप्यूटर का माइक्रोचिप है: इसमें लाखों छोटे ट्रांजिस्टर माइक्रोचिप को चालू या बंद कर देते हैं। माइक्रोचिप में जितने अधिक ट्रांजिस्टर होंगे, उतनी ही अधिक जानकारी कंप्यूटर एक साथ प्रोसेस कर सकता है।
Google Quantum Computer
2019 में, Google के क्वांटम कंप्यूटर ने चार मिनट से भी कम समय में एक गणना की थी जो दुनिया के सबसे शक्तिशाली कंप्यूटर को करने में 10,000 साल लगेंगे। यह दुनिया के पहले पूरी तरह पूर्ण google quantum computer के नीव है।
Quantum computing applications
इसका इस्तेमाल कर के हम बेहतर दवाइयाँ बना सकता है, Powerfull Artificial Intelligence पैदा कर सकता है और ब्रह्मांड की महान पहेलियों को हल कर सकते है।
2012 में, शुरुआत में भौतिक विज्ञानी जॉन प्रेस्किल क्वांटम सूत्रीकरण के साथ आए, क्वांटम कंप्यूटरों की श्रेष्ठता। उन्होंने इसे उस क्षण का नाम दिया जब क्वांटम कंप्यूटर ऐसे काम कर सकते हैं जो सामान्य कंप्यूटर के लिए संभव नहीं हैं।
सात साल बाद, 2019 में, Google क्वांटम कंप्यूटर Sycamore 200 सेकंड में, मशीन ने गणितीय रूप से डिज़ाइन की गई गणना को इतना जटिल बना दिया कि उसे दुनिया का सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटर, आईबीएम का शिखर सम्मेलन, 10,000 साल का समय लगेगा। यह Google के क्वांटम कंप्यूटर को दुनिया के सबसे तेज सुपरकंप्यूटर से लगभग 158 मिलियन गुना तेज बनाता है।
कमजोर चिप को काफी ठंडा किया जाता है
Google का क्वांटम कंप्यूटर, Sycamore, और IBM, IBM Q System One भी माइक्रोचिप्स का उपयोग करके डेटा प्रोसेस करता है। शून्य ट्रांजिस्टर और लाखों लोगों के बजाय, क्वांटम कंप्यूटर के मस्तिष्क में बहुत कम मात्राएँ होती हैं। Sycamore चिप में 53, और IBM Q सिस्टम वन 20 है।
क्विबिट्स तत्व नाइओबियम से बने होते हैं और सिलिकॉन की एक चिप में दबाए जाते हैं, जो सामग्री सामान्य कंप्यूटर चिप्स से बनी होती है।
एल्यूमीनियम ऑक्साइड की एक पतली परत के साथ दो नाइओबियम इलेक्ट्रोड को अलग करके, एक तथाकथित जोसेफसन संपर्क बनाया जाता है, जिसके माध्यम से एक क्वांटम मैकेनिकल सुपरपोजिशन हो सकता है। एक जोसेफसन संपर्क केवल तभी संभव है जब सामग्री अतिचालक है, जिसका अर्थ है कि इसका कोई विद्युत प्रतिरोध नहीं है।
घर और दफ्तर के लिए क्वांटम कंप्यूटर विकसित करते समय यह सबसे बड़ी चुनौती है।
क्योंकि क्वांटम यांत्रिकी के गुण केवल सबसे बड़े पैमाने पर होते हैं, गणना में थोड़ी सी भी गड़बड़ी उन्हें अप्रभावी बनाने के लिए पर्याप्त है। यहां तक कि हवा या हल्के कण का एक परमाणु भी कमजोर चपेट में आने से दस्तक दे सकता है, जिससे उन्हें अपना सुपरपोजिशन खोना पड़ता है।
यही कारण है कि आईबीएम और Google दोनों की प्रयोगशालाओं में क्वांटम चिप एक बड़े कैबिनेट में फ्रीजर के निचले भाग में स्थित होती है जिसमें सोने और तांबे से बने घटक होते हैं, जो चिप को -273.15 .C के लगभग पूर्ण शून्य तक ठंडा कर देते हैं। इस निर्माण को क्रायोस्टैट कहा जाता है, और यह एकमात्र ऐसी चीज है जो शोधकर्ताओं को क्वांटम चिप पर गणना करने की अनुमति देती है।
इससे यह भी पता चलता है कि क्वांटम कंप्यूटरों में अब तक अधिक मात्रा क्यों नहीं है। उनके पास जितनी अधिक मात्राएँ होती हैं, उतनी ही अधिक समय तक उन्हें सुपरपोज़िशन में रखना कठिन होता है क्योंकि बाहर से बिजली के हस्तक्षेप के जोखिम में तेजी के साथ मात्रा में वृद्धि होती है।
आपको हमारा यह Quantum Computer (क्वांटम कंप्यूटर) क्या है? और google quantum computer जो की पूरी तरह से रिसर्च पर आधारित है इसका कोई पुख्ता सबूत नहीं है। मै उम्मीद करता हु आपको पसंद आया होगा अगर कोई confusion हो तो आप कमेंट कर सकते है।