Quantum Computer क्या है?[और यह क्यों अलग है वर्तमान के कंप्यूटर से]

क्वांटम कंप्यूटर एक उपकरण है जिसका उपयोग क्वांटम गणना करने के लिए किया जाता है, जो प्रकृति में अत्यधिक जटिल होते हैं। यह क्वाबिट्स के रूप में डेटा स्टोर करता है। Qubits भी क्वांटम बिट्स के रूप में जाना जाता है। एक क्वांटम कंप्यूटर उन समस्याओं या संचालन का अनुकरण कर सकता है जो एक शास्त्रीय कंप्यूटर (जिसे हम वर्तमान में उपयोग करते हैं) नहीं कर सकते हैं। यहां तक कि एक क्वांटम कंप्यूटर एक सामान्य कंप्यूटर की तुलना में तेजी से कम्प्यूटेशनल समस्याओं को हल करने में सक्षम है।

Quantum Computer

उदाहरण के लिए, शास्त्रीय कंप्यूटर के माध्यम से (500 *187625) के उत्पाद प्राप्त करना आसान है, लेकिन क्वांटम कंप्यूटर के माध्यम से एक ही परिणाम प्राप्त करना आसान और त्वरित है। एक शास्त्रीय कंप्यूटर परिणाम प्राप्त करने के लिए लगभग 5 सेकंड का समय लगेगा, जबकि एक क्वांटम कंप्यूटर परिणाम प्राप्त करने के लिए 0.005 सेकंड लगेगा ।

वर्तमान में, शोधकर्ता साइबर सुरक्षा के क्षेत्र में क्वांटम कंप्यूटरों के साथ काम कर रहे हैं ताकि बेहतर साइबर सुरक्षा और संरक्षित डेटा का पता लगाने के लिए कोड को तोड़ा जा सके और इलेक्ट्रॉनिक संचार को एन्क्रिप्ट किया जा सके ।

क्वांटम बिट्स क्या हैं

क्वांटम बिट्स या क्यूबिट क्वांटम कंप्यूटर्स की स्टोरेज यूनिट हैं। सभी जानकारी एक क्वांटम कंप्यूटर में qubits के रूप में संग्रहीत किया जाता है। क्वांटम बिट्स उपपरमाण्विक कण होते हैं जो इलेक्ट्रॉनों या फोटॉनों से बने होते हैं। क्वाबिट्स को जेनरेट और मैनेज करना मुश्किल है और इस फील्ड में काम कर रहे वैज्ञानिकों के लिए यह चुनौतीपूर्ण काम है । ये वे क्वाबिट्स हैं जो सुपरपोजिशन और उलझन की संपत्ति को ले जाते हैं। इसका मतलब है कि क्वाबिट्स एक ही समय में 1 और 0 के विभिन्न संयोजनों को दिखाने में सक्षम हैं। इस प्रकार, यह अधिस्थिति है। शोध qubits हेरफेर के लिए माइक्रोवेव मुस्कराते हुए या लेजर का उपयोग करते हैं । एक गणना का अंतिम परिणाम तुरंत 1 या 0 की क्वांटम स्थिति में गिर जाता है। यह वह उलझन है जिसमें एक जोड़ी के दो सदस्य एक ही क्वांटम अवस्था में मौजूद होते हैं । जब एक जोड़ी के दो क्वाबिट्स को दूर की दूरी पर रखा जाता है, और यदि एक क्वाबिट की स्थिति बदलती है, तो दूसरे की स्थिति तुरंत उम्मीद के मुताबिक तरीके से बदल जाएगी। क्वांटम बिट्स या क्वाबिट्स के एक कनेक्टेड समूह में एक ही बाइनरी डिजिट नंबर की तुलना में बहुत अधिक शक्ति होती है।

क्वांटम कंप्यूटिंग का इतिहास

1980 के दशक के शुरू में, पॉल बेनीऑफ (एक भौतिक विज्ञानी) ट्यूरिंग मशीन के एक क्वांटम यांत्रिक मॉडल का प्रस्ताव किया । इसके बाद से क्वांटम कंप्यूटिंग की अवधारणा अस्तित्व में आई। बाद में, यह सुझाव दिया गया था कि एक क्वांटम कंप्यूटर उन चीजों का अनुकरण कर सकता है जो एक शास्त्रीय कंप्यूटर नहीं कर सकता है । यह सुझाव रिचर्ड फेनमैन और यूरी मैनिन ने दिया है। पीटर शोर ने पूर्णांक को फैक्टरिंग के लिए 1994 में एक क्वांटम एल्गोरिदम विकसित किया। एल्गोरिदम आरएसए-एन्क्रिप्टेड संचार को डिक्रिप्ट करने के लिए काफी मजबूत था। क्वांटम कंप्यूटिंग के क्षेत्र में अभी और शोध चल रहा है। 23 अक्टूबर 2019 को, Google एआई ने नासा (नेशनल एयरोनॉटिक्स एंड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन), अमेरिका के साथ साझेदारी में, एक पेपर प्रकाशित किया जिसमें दावा किया गया था कि उन्होंने क्वांटम वर्चस्व हासिल किया है। हालांकि उनमें से कुछ ने इस दावे पर विवाद किया है, लेकिन यह अभी भी इतिहास में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर है

Quantum Computing Application

क्वांटम कंप्यूटिंग के निम्नलिखित अनुप्रयोग हैं:

साइबर सुरक्षा

डिजिटलीकरण के वर्तमान युग में व्यक्तिगत जानकारी कंप्यूटर में संग्रहीत की जाती है। इसलिए, हमें डेटा को चोरी से बचाने के लिए साइबर सुरक्षा की एक बहुत मजबूत प्रणाली की जरूरत है । शास्त्रीय कंप्यूटर साइबर सुरक्षा के लिए काफी अच्छे हैं, लेकिन कमजोर खतरे और हमले इसे कमजोर करते हैं । वैज्ञानिक इस क्षेत्र में क्वांटम कंप्यूटर के साथ काम कर रहे हैं। यह भी पाया गया है कि मशीन लर्निंग के जरिए ऐसे साइबर सुरक्षा खतरों से निपटने के लिए कई तकनीकों का विकास संभव है ।

क्रिप्टोग्राफी भी सुरक्षा का एक क्षेत्र है जहां क्वांटम कंप्यूटर नेटवर्क पर पैकेट को सुरक्षित रूप से वितरित करने के लिए एन्क्रिप्शन विधियों को विकसित करने में मदद कर रहे हैं। एन्क्रिप्शन विधियों के इस तरह के निर्माण क्वांटम क्रिप्टोग्राफी के रूप में जाना जाता है।

मौसम की भविष्यवाणी

कभी-कभी, विश्लेषण की प्रक्रिया शास्त्रीय कंप्यूटरों का उपयोग करके मौसम की भविष्यवाणी करने के लिए बहुत लंबी हो जाती है। दूसरी ओर, क्वांटम कंप्यूटर का विश्लेषण करने के लिए शक्ति में वृद्धि हुई है, पैटर्न पहचान, और एक छोटी अवधि में और बेहतर सटीकता के साथ मौसम की भविष्यवाणी । यहां तक कि क्वांटम सिस्टम सही समय के साथ और अधिक विस्तृत जलवायु मॉडल की भविष्यवाणी करने में सक्षम हैं ।

एआई और मशीन लर्निंग

एआई डिजिटाइजेशन का एक उभरता हुआ क्षेत्र बन गया है । एआई और एमएल के माध्यम से कई उपकरण, ऐप और सुविधाएं विकसित की गई हैं। जैसे-जैसे दिन बीत रहे हैं, कई आवेदन विकसित किए जा रहे हैं। नतीजतन, इसने शास्त्रीय प्रणालियों को सटीकता और गति से मेल खाने के लिए चुनौती दी है । लेकिन, क्वांटम कंप्यूटर कम समय में ऐसी जटिल समस्याओं को संसाधित करने में मदद कर सकते हैं जिसके लिए एक शास्त्रीय कंप्यूटर को उन समस्याओं को हल करने में सैकड़ों साल लगेंगे।

दवा डिजाइन और विकास

दवा डिजाइनिंग और विकास एक साथ काम किया जाना है । ऐसा इसलिए है क्योंकि दवाओं का विकास परीक्षण और त्रुटि विधि पर आधारित है, जो महंगा है और साथ ही जोखिम भरे कार्य भी हैं। क्वांटम कंप्यूटरों के लिए भी यह एक चुनौतीपूर्ण काम है । यह शोधकर्ता की आशा और विश्वास है कि क्वांटम कंप्यूटिंग दवाओं और मनुष्यों पर उनकी प्रतिक्रियाओं को जानने का एक प्रभावी तरीका बन सकता है । जिस दिन क्वांटम कंप्यूटिंग सफलतापूर्वक दवा विकास में सक्षम हो जाएगा, यह दवा उद्योगों के लिए समय और पैसे की एक बहुत बचत होगी । इसके अलावा, दवा उद्योगों के लिए बेहतर परिणाम के साथ और अधिक दवा खोजों किया जा सकता है ।

वित्त विपणन

एक वित्त उद्योग बाजार में तभी जीवित रह सकता है जब वह अपने ग्राहकों को सार्थक परिणाम प्रदान करता है। ऐसे उद्योगों को विकास पाने के लिए अनूठी और प्रभावी रणनीतियों की जरूरत होती है। हालांकि पारंपरिक कंप्यूटरों में मोंटे कार्लो सिमुलेशन की तकनीक का इस्तेमाल किया जा रहा है, बदले में, यह कंप्यूटर पर बहुत समय की खपत करता है। हालांकि, अगर इस तरह की जटिल गणना एक क्वांटम प्रणाली द्वारा किया जाता है, यह समाधान की गुणवत्ता में सुधार होगा और विकास के समय में कमी ।

कम्प्यूटेशनल केमिस्ट्री

क्वांटम कंप्यूटर के सुपरपोजिशन और उलझन गुण अणुओं को सफलतापूर्वक मैप करने के लिए मशीनों को महाशक्तियां प्रदान कर सकते हैं । नतीजतन, यह फार्मास्यूटिकल्स अनुसंधान के क्षेत्र में कई अवसर खोलता है । अधिक बड़े पैमाने पर समस्याओं है कि एक क्वांटम कंप्यूटर संभाल कर सकते है कमरे का तापमान सुपरकंडक्टर बनाने, अमोनिया आधारित उर्वरक बनाने, ठोस राज्य बैटरी बनाने, और एक बेहतर जलवायु के लिए CO2 (कार्बन डाइऑक्साइड) को हटाने, आदि शामिल हैं । कंप्यूटेशनल केमिस्ट्री के क्षेत्र में क्वांटम कंप्यूटिंग सबसे प्रमुख होगी।

लॉजिस्टिक्स ऑप्टिमाइज़ेशन

विभिन्न उद्योगों को उनकी आपूर्ति-श्रृंखला प्रबंधन से जुड़े लॉजिस्टिक्स और शेड्यूलिंग वर्कफ्लो को अनुकूलित करने में सक्षम बनाकर डेटा विश्लेषण और मजबूत मॉडलिंग में सुधार के लिए पारंपरिक कंप्यूटिंग का उपयोग किया जा रहा है। इस तरह के ऑपरेटिंग मॉडल लगातार बेड़े संचालन, हवाई यातायात नियंत्रण, और यातायात प्रबंधन के इष्टतम मार्गों को खोजने के लिए गणना और पुनर्गणना करते हैं। इनमें से कुछ ऑपरेशन शास्त्रीय कंप्यूटरों को हल करने के लिए जटिल और मुश्किल बन सकते हैं। इस प्रकार, क्वांटम कंप्यूटिंग ऐसी जटिल समस्याओं को हल करने के लिए एक आदर्श कंप्यूटिंग समाधान बन सकता है। क्वांटम कंप्यूटिंग में, दो दृष्टिकोणों का उपयोग किया जाता है, जो हैं:

क्वांटम एनीलिंग

यह एक उन्नत अनुकूलन तकनीक है जो शास्त्रीय कंप्यूटरों को पार कर सकती है।

यूनिवर्सल क्वांटम कंप्यूटर

यह सभी प्रकार की कम्प्यूटेशनल समस्याओं के लिए समाधान खोजने में सक्षम है। लेकिन, इस तरह की क्वांटम प्रणाली को व्यावसायिक रूप से उपलब्ध होने में समय लगेगा। शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि प्रणाली को बढ़ाने के लिए काम कर रहे हैं,

क्वांटम कंप्यूटिंग का भविष्य

क्वांटम कंप्यूटिंग का भविष्य काफी बडा और विश्व व्यापार के लिए उत्पादक लगता है । ऊपर से चर्चा की गई बातें बताती हैं कि यह कॉन्सेप्ट की शुरुआत है और निश्चित तौर पर हमारे जीवन का हिस्सा बन जाएगी। यह अभी तक मुख्यधारा नहीं है । भविष्य में, क्वांटम सिस्टम उद्योगों को उन समस्याओं से निपटने में सक्षम बनाएगा, जिन्हें उन्होंने हमेशा हल करना असंभव सोचा था । खबरों के मुताबिक आने वाले दशकों में क्वांटम कंप्यूटिंग का बाजार मजबूती से बढ़ेगा। गूगल क्वांटम कंप्यूटिंग के सिद्धांत में एक महान ध्यान और रुचि दिखा रहा है । हाल ही में गूगल ने टेनसोरफ्लो का नया वर्जन लॉन्च किया है, जो टेनसोरफ्लो क्वांटम (टीएफक्यू) है। टीएफक्यू एक ओपन-सोर्स लाइब्रेरी है। इसका उपयोग क्वांटम मशीन लर्निंग मॉडल को प्रोटोटाइप करने के लिए किया जाता है। जब इसे विकसित किया जाएगा, तो यह डेवलपर्स को आसानी से हाइब्रिड एआई एल्गोरिदम बनाने में सक्षम बनाएगा जो क्वांटम कंप्यूटर और शास्त्रीय कंप्यूटर की तकनीकों के एकीकरण की अनुमति देगा। टीएफक्यू का मुख्य उद्देश्य क्वांटम कंप्यूटिंग और मशीन लर्निंग तकनीकों को समान रूप से बनाने और प्राकृतिक और कृत्रिम क्वांटम कंप्यूटरों को नियंत्रित करने के लिए एक साथ लाना है। वैज्ञानिक अभी भी क्वांटम कंप्यूटिंग के साथ कुछ नई और ज्ञात चुनौतियों का सामना कर रहे हैं, लेकिन यह निश्चित रूप से आने वाले वर्षों में सॉफ्टवेयर विकास के लिए नेतृत्व करेंगे.

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Conclusion

मुझे आशा है कि आपको Quantum Computer क्या है?के बारे में पूरी तरह से जानकारी मिल गयी होगी अगर आपके मन में कोई आशंका या Doubts है . या आपको लगता है इसमें कोई सुधार होना चाहिए तो आप बे झिझक मुझे Comment कर सकते हो मै उसे जरूर गंभीरता से लूँगा आपके इन्ही विचारो से हमें कुछ सीखने तथा सुधारने का मौका मिलेगा.