Google और XPrize फाउंडेशन ने विकास के लिए 5 मिलियन अमेरिकी डॉलर (£4 मिलियन) की एक प्रतियोगिता शुरू की हैक्वांटम कंप्यूटर के लिए वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगउदाहरण के लिए, संयुक्त राष्ट्र के सतत विकास लक्ष्यों में से एक पर प्रगति में तेजी लाकर समाज को लाभ होता है।क्वांटम भौतिकी के सिद्धांत सुझाव देते हैं कि क्वांटम कंप्यूटर विशेष समस्याओं पर बहुत तेजी से गणना कर सकते हैं, इसलिए यह प्रतियोगिता उन अनुप्रयोगों की सीमा का विस्तार कर सकती है जहां उन्हें पारंपरिक कंप्यूटरों पर लाभ है।

हमारे रोजमर्रा के जीवन में, प्रकृति जिस तरह से काम करती है उसे आम तौर पर हम जो कहते हैं उससे वर्णित किया जा सकता हैशास्त्रीय भौतिकी.लेकिन प्रकृति एक परमाणु के आकार से नीचे छोटे क्वांटम पैमाने पर बहुत अलग तरह से व्यवहार करती है।

दोहन ​​की होड़क्वांटम प्रौद्योगिकीइसे एक नई औद्योगिक क्रांति के रूप में देखा जा सकता है, जो शास्त्रीय भौतिकी के गुणों का उपयोग करने वाले उपकरणों से लेकर उपयोग करने वाले उपकरणों तक आगे बढ़ रही हैक्वांटम यांत्रिकी के अजीब और अद्भुत गुण.वैज्ञानिकों ने इन गुणों का उपयोग करके नई प्रौद्योगिकियों को विकसित करने की कोशिश में दशकों बिताए हैं।

यह देखते हुए कि हमें कितनी बार ऐसा बताया जाता हैक्वांटम प्रौद्योगिकियाँहमारे रोजमर्रा के जीवन में क्रांतिकारी बदलाव लाएगा, आपको आश्चर्य हो सकता है कि हमें अभी भी पुरस्कार की पेशकश करके व्यावहारिक अनुप्रयोगों की खोज करनी होगी।

हालाँकि, जबकि संवेदन और समय में बेहतर परिशुद्धता के लिए क्वांटम गुणों का उपयोग करके सफलता के कई उदाहरण हैं, क्वांटम कंप्यूटरों के विकास में आश्चर्यजनक रूप से प्रगति की कमी रही है जो अपने शास्त्रीय पूर्ववर्तियों से आगे निकल गए हैं।

इस विकास में मुख्य बाधा सॉफ्टवेयर का उपयोग हैक्वांटम एल्गोरिदम- शास्त्रीय भौतिकी पर आधारित कंप्यूटरों पर लाभ प्रदर्शित करने की आवश्यकता है।इसे आमतौर पर "क्वांटम लाभ" के रूप में जाना जाता है।

एक महत्वपूर्ण तरीकाक्वांटम कम्प्यूटिंगशास्त्रीय कंप्यूटिंग से भिन्न एक संपत्ति का उपयोग करना है जिसे कहा जाता है"उलझन".शास्त्रीय कंप्यूटिंग"बिट्स" का उपयोग करता हैजानकारी का प्रतिनिधित्व करने के लिए.इन बिट्स में एक और शून्य शामिल होते हैं, और कंप्यूटर जो कुछ भी करता है उसमें इन एक और शून्य की स्ट्रिंग शामिल होती है।लेकिन क्वांटम कंप्यूटिंग इन बिट्स को एक में रखने की अनुमति देती हैइकाई और शून्य का "सुपरपोज़िशन"।.दूसरे शब्दों में, ऐसा लगता है मानो ये एक और शून्य क्वांटम बिट या क्वबिट में एक साथ घटित होते हैं।

यह वह गुण है जो कम्प्यूटेशनल कार्यों को एक साथ करने की अनुमति देता है।इसलिए यह विश्वास है कि क्वांटम कंप्यूटिंग शास्त्रीय कंप्यूटिंग पर महत्वपूर्ण लाभ प्रदान कर सकती है, क्योंकि यह एक ही समय में कई कंप्यूटिंग कार्य करने में सक्षम है।

उल्लेखनीय क्वांटम एल्गोरिदम

हालाँकि कई कार्यों को एक साथ करने से शास्त्रीय कंप्यूटरों की तुलना में प्रदर्शन में वृद्धि होनी चाहिए, लेकिन इसे व्यवहार में लाना सिद्धांत के सुझाव से कहीं अधिक कठिन साबित हुआ है।वास्तव में केवल कुछ ही उल्लेखनीय हैंक्वांटम एल्गोरिदमजो उपयोग करने वालों की तुलना में अपना कार्य बेहतर ढंग से कर सकते हैंशास्त्रीय भौतिकी.

सबसे उल्लेखनीय हैंBB84 प्रोटोकॉल, 1984 में विकसित, औरशोर का एल्गोरिदम, 1994 में विकसित किया गया, जो दोनों विशेष कार्यों पर शास्त्रीय एल्गोरिदम से बेहतर प्रदर्शन करने के लिए उलझाव का उपयोग करते हैं।

BB84 प्रोटोकॉल एक क्रिप्टोग्राफ़िक प्रोटोकॉल है - दो या दो से अधिक पक्षों के बीच सुरक्षित, निजी संचार सुनिश्चित करने के लिए एक प्रणाली जिसे तुलनीय शास्त्रीय एल्गोरिदम की तुलना में अधिक सुरक्षित माना जाता है।

शोर का एल्गोरिदम यह प्रदर्शित करने के लिए उलझाव का उपयोग करता है कि वर्तमान कितना हैशास्त्रीय एन्क्रिप्शन प्रोटोकॉल को तोड़ा जा सकता है, क्योंकि वे बहुत बड़ी संख्याओं के गुणनखंडन पर आधारित हैं।सबूत भी हैयह पारंपरिक कंप्यूटरों के लिए डिज़ाइन किए गए समान एल्गोरिदम की तुलना में कुछ गणनाएँ तेज़ी से कर सकता है।

पारंपरिक एल्गोरिदम की तुलना में इन दो एल्गोरिदम की श्रेष्ठता के बावजूद, कुछ लाभप्रद क्वांटम एल्गोरिदम ने इसका अनुसरण किया है।हालाँकि, शोधकर्ताओं ने इन्हें विकसित करने का प्रयास नहीं छोड़ा है।वर्तमान में, अनुसंधान में कुछ मुख्य दिशाएँ हैं।

संभावित मात्रा में लाभ

पहला यह है कि जो कहा जाता है उसमें सहायता के लिए क्वांटम यांत्रिकी का उपयोग किया जाएबड़े पैमाने पर अनुकूलन कार्य.अनुकूलन - किसी विशेष कार्य को हल करने के लिए सबसे अच्छा या सबसे प्रभावी तरीका ढूंढना - रोजमर्रा की जिंदगी में महत्वपूर्ण है, ट्रैफिक प्रवाह को प्रभावी ढंग से सुनिश्चित करने से लेकर, फैक्ट्री पाइपलाइनों में परिचालन प्रक्रियाओं को प्रबंधित करने तक, स्ट्रीमिंग सेवाओं के लिए यह तय करना कि प्रत्येक उपयोगकर्ता को क्या सिफारिश करनी है।यह स्पष्ट प्रतीत होता है कि क्वांटम कंप्यूटर इन समस्याओं से निपटने में मदद कर सकते हैं।

यदि हम अनुकूलन करने के लिए आवश्यक कम्प्यूटेशनल समय को कम कर सकते हैं, तो यह ऊर्जा बचा सकता है, वर्तमान में दुनिया भर में इन कार्यों को करने वाले कई कंप्यूटरों और उनका समर्थन करने वाले डेटा केंद्रों के कार्बन पदचिह्न को कम कर सकता है।

एक और विकास जो व्यापक लाभ प्रदान कर सकता है, वह क्वांटम गणना का उपयोग सिस्टम को अनुकरण करने के लिए करना है, जैसे कि परमाणुओं के संयोजन, जो क्वांटम यांत्रिकी के अनुसार व्यवहार करते हैं।उदाहरण के लिए, क्वांटम सिस्टम व्यवहार में कैसे काम करते हैं, इसे समझना और भविष्यवाणी करना, बेहतर दवा डिजाइन और चिकित्सा उपचार की ओर ले जा सकता है।

क्वांटम सिस्टम से इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में भी सुधार हो सकता है।जैसे-जैसे कंप्यूटर चिप्स छोटे होते जाते हैं, क्वांटम प्रभाव प्रभावी होता जाता है, जिससे संभवतः उपकरणों का प्रदर्शन कम हो जाता है।क्वांटम यांत्रिकी की बेहतर बुनियादी समझ इससे बचने में मदद कर सकती है।

हालाँकि क्वांटम कंप्यूटर के निर्माण में महत्वपूर्ण निवेश किया गया है, लेकिन यह सुनिश्चित करने पर कम ध्यान दिया गया है कि इससे जनता को सीधे लाभ होगा।हालाँकि, अब यह बदलता दिख रहा है।

अगले 20 वर्षों में हम सभी के घरों में क्वांटम कंप्यूटर होंगे या नहीं, यह संदिग्ध बना हुआ है।लेकिन, क्वांटम गणना को व्यावहारिक वास्तविकता बनाने की वर्तमान वित्तीय प्रतिबद्धता को देखते हुए, ऐसा लगता है कि समाज अंततः उनका उपयोग करने के लिए बेहतर स्थिति में है।यह कौन सा सटीक रूप लेगा?पता लगाने के लिए 5 मिलियन अमेरिकी डॉलर लाइन पर हैं।

यह आलेख से पुनः प्रकाशित किया गया हैबातचीतक्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत।को पढ़िएमूल लेख.