आज के समय में कंप्यूटर हमारे जीवन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बन गए हैं। आज कोई भी क्षेत्र हो, चाहे वह शिक्षा का क्षेत्र हो या अंतरिक्ष विज्ञान, कंप्यूटर का उपयोग हर जगह किया जा रहा है। आजकल बिना कंप्यूटर के कोई भी कार्य करना संभव नहीं है। जब से कंप्यूटर बना है, तब से इसका आकार छोटा हो गया है और क्षमता बढ़ गई है। आज हम आपको इस लेख में बताएँगे की क्वांटम कंप्यूटर क्या है और यह कैसे काम करती है?
तकनीक की दुनिया में तेज़ी से विस्तार हुआ है। इंसानों की जगह मशीनो ने ले ली है। कंप्यूटर के विकास ने तकनीकी क्षेत्र में क्रन्तिकारी विकास किया है। अब आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस ने चिकित्सा से लेकर हथियार तक हर क्षेत्र में कंप्यूटर से लेकर रोबोट तक एक नया रूप दे दिया है।
50 साल पहले की तुलना में, अब हमारे पास जो कंप्यूटिंग शक्ति उपलब्ध है वह आश्चर्यजनक है। 50 साल पहले जो कंप्यूटर सेना इस्तेमाल करते थे उससे कही तेज आज हमारे स्मार्टफोन्स हैं।
हालांकि, धरती पर मौजूद सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटर भी इतने तेज़ नहीं है कि कुछ समस्याओं का समाधान कर सके। कुछ समस्याएं अभी भी सुपर कंप्यूटर के समाधान से परे हैं और अभी भी कुछ समस्याएं हैं जिन्हें सुलझाने में ब्रह्मांड की उम्र की तुलना में अधिक समय लगेगा।
क्वांटम कंप्यूटर क्या है: इससे पहले कि मैं क्वांटम कंप्यूटिंग के बारे में बताऊ, यह समझना जरूरी है कि आम कंप्यूटर कैसे काम करता है?
आप अपने कंप्यूटर को एक डिवाइस के रूप में सोच सकते हैं जो आपको अपना इंटरनेट शॉपिंग करने की अनुमति देता है, फेसबुक पर अपने दोस्तों से चैट करता है। लेकिन इसके काम करने के पीछे क्रंचिंग मशीन है जो पूर्व लिखित निर्देशों के एक सेट को निष्पादित करता है। पूर्व लिखित निर्देशों को जब एक साथ रखा जाए तो उसे एक कंप्यूटर प्रोग्राम कहा जाता है।
पारंपरिक कंप्यूटर अपने मेमोरी में संख्याओं (0 या 1) को संग्रहीत करते हैं और उन संग्रहीत संख्याओं का उपयोग सरल गणना जैसे कि जोड़ और घटाव करने के लिए करते हैं। जब कंप्यूटर एक क्रम में कई ऑपरेशनों को करते हैं तो वह एक एल्गोरिथ्म बन जाता है।
गणना करने और मेमोरी में नंबर स्टोर करने के लिए, कंप्यूटर ट्रांजिस्टर नामक छोटे स्विच का उपयोग करते हैं। ट्रांजिस्टर या तो ‘ऑन’ या ‘ऑफ’ हो सकते हैं। यदि ट्रांजिस्टर को स्विच ऑन किया जाता है तो यह एक नंबर (1) को स्टोर करते हैं और इसी तरह यदि ट्रांजिस्टर स्विच ऑफ है, तो यह शून्य (0) स्टोर कर करते हैं। इसे प्रत्येक 1 और 0 को एक ‘बिट’ (bit) कहा जाता है।
इन आठ ‘बिट्स’ का उपयोग करके कंप्यूटर कुल 255 विभिन्न अंको/ अक्षरो जैसे कि A-Z, a-z, 0-9 और अन्य प्रतीकों( %, @, *, $, आदि) का एक गुच्छा स्टोर करता है।
वैज्ञानिकों ने सिलिकॉन के टुकड़ों पर इन लाखों छोटे ट्रांजिस्टर स्विचों को लगाने में कामयाबी हासिल की। अब गणना करने के लिए कंप्यूटर सर्किट का उपयोग लॉजिकल गेट्स के रूप में करते हैं। यह सर्किट एक साथ कई ट्रांजिस्टर से जुड़े होते हैं। अधिक ट्रांजिस्टर का मतलब अधिक प्रोसेसिंग क्षमता।
यह कहना ठीक नहीं होगा की क्वांटम कंप्यूटर सामान्य कंप्यूटर के शक्तिशाली संस्करण है। जैसे की हम यह नहीं कह सकते की एक लाइट बल्ब एक मोमबत्ती से ज्यादा शक्तिशाली है। क्योंकि अच्छे से अच्छे मोमबत्ती बनाकर भी एक लाइट बल्ब का मुकाबला नहीं किया जा सकता। उसी तरह एक सामान्य कंप्यूटर में और एक क्वांटम कंप्यूटर का कोई मुकाबला नहीं है।
क्वांटम कंप्यूटर क्या है?
क्वांटम कंप्यूटर, पारंपरिक कंप्यूटर की क्षमताओं को अगले स्तर तक ले जाते हैं। क्वांटम कंप्यूटर, पारंपरिक कंप्यूटरों और सुपर कंप्यूटर से काफी तेजी से जटिल समस्याओं को हल करते हैं।
जब कण छोटे और छोटे, परमाणु के पैमाने पर आते हैं उनका व्यवहार थोड़ा अजीब हो जाता है। उदाहरण के लिए, परमाणु और उप-परमाणु कण एक समय में एक से अधिक स्थिति में मौजूद हो सकते हैं।
क्वांटम कंप्यूटर एक उपकरण है जो सूचना प्रसंस्करण कार्यों को करने के लिए क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों का उपयोग करता है।अब, क्वांटम कंप्यूटर बिट्स का उपयोग नहीं करता है, लेकिन इसके बजाय यह क्वबिट्स (qubits) का उपयोग करता है।
यह क्विबिट्स (qubits) एक ही समय में 0 या 1 या फिर एक ही समय में दोनों (0, 1) सुपरपोजिशन कर सकता है।
क्योंकि क्वांटम बिट्स एक समय में कई स्तिथि में हो सकते हैं। इसलिए क्वांटम कंप्यूटर सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटरों की तुलना में लाखों गुना अधिक तेज होंगे।
क्वबिट्स (qbits) की प्रोसेसिंग पॉवर बहुत अधिक होती है और एक ही समय में लाखों गणना/ऑपरेशन करने में सक्षम है। उदाहरण के लिए जहां 64 बिट एन्क्रिप्शन में तोड़ने के लिए एक आम कंप्यूटर को दशक लगेगा। वही एक क्वांटम कंप्यूटर यह काम मिनटों में करेगा।
क्वांटम कंप्यूटर को पारंपरिक कंप्यूटर की तरह उपयोग में नहीं लिया जायेगा। उनके अपने उपयोग होंगे। जैसे कि सुपर सटीक मौसम का पूर्वानुमान लगाना।
मौसम का पूर्वानुमान शायद कभी कभी ही सही हो पता है और यहां तक कि दिन पर मौसम का पूर्वानुमान अक्सर बदलता रहता है। क्वांटम कंप्यूटरों के साथ, सभी डेटा का एक ही बार में विश्लेषण किया जा सकता है और हमें इस बात का बेहतर अनुमान लगेगा कि खराब मौसम कब और कहां हो सकता है।
क्वांटम कंप्यूटर क्या है: तेज, अधिक कुशल ड्रग की खोज
जब नई दवाओं को विकसित करने की बात आती है, तो यह एक लंबी और जटिल प्रक्रिया है। केमिस्ट्स को कई अलग-अलग आणविक संयोजनों( मॉलिक्यूलर कॉम्बिनेशन) का परीक्षण करना पड़ता है। यह प्रक्रिया बहुत महंगी पड़ती है इसमें अरबो रुपए खर्च हो जाते हैं और इसमें वर्षों लग सकते हैं। क्वांटम कंप्यूटर संयोजन (मॉलिक्यूलर) के खरबों कॉम्बिनेशन की मैपिंग करके यह देखने में मदद कर सकते हैं कि कौन से संयोजन अधिक काम करेंगे। क्वांटम कंप्यूटर किसी व्यक्ति के जीन का तेजी से विश्लेषण करने में सक्षम होंगे, और इसका उपयोग व्यक्तिगत दवाओं को बनाने के लिए किया जाएगा जो रोगों के उपचार में अधिक प्रभावी होंगे।
क्वांटम कंप्यूटर क्या है: एन्क्रिप्टेड संचार
क्वांटम कंप्यूटिंग, क्वांटम की डिस्ट्रीब्यूशन (quantum key distribution) नामक तकनीक का उपयोग करके एन्क्रिप्शन को और भी सुरक्षित बना देगा। यह किसी को एक संदेश भेजने के बाद समझने की अनुमति देता है जिसे केवल एक विशेष निजी कुंजी(Key) का उपयोग करके पढ़ सकते हैं।
क्वांटम कंप्यूटर क्या है: आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस एंड मशीन लर्निंग
आज, न्यूरल नेटवर्क को एक विशिष्ट कार्य करने के लिए अक्सर सप्ताह या महीनों का समय लगता है। जैसे कि छवियों में वस्तुओं को पहचानना। यह क्वांटम कंप्यूटर के साथ मिनटों या सेकंड में हो जाएगा। क्योंकि क्वांटम कंप्यूटर न्यूरल नेटवर्क प्रशिक्षण के समय को कम कर देंगे और न्यूरल नेटवर्क अधिक सटीकता के साथ और अधिक सक्षम हो जाएंगे।
क्वांटम कंप्यूटिंग में प्रगति बहुत तेज़ी से हो रही है। पिछले साल गूगल और नासा के वैज्ञानिकों पाया कि एक डी-वेव क्वांटम कंप्यूटर एक पारंपरिक कंप्यूटर की तुलना में 100 मिलियन गुना तेज था।
हालांकि वैज्ञानिकों को क्बिट्स (qbits) के लिए जटिल प्रणालियों को प्रबंधित करने और नियंत्रित करने का एक सरल तरीका खोजना, बहुत मुश्किल साबित हो रहा है।
गूगल, माइक्रोसॉफ्ट और अन्य कंपनियां क्वांटम मशीन बनाने की दौड़ में है। गूगल क्वांटम कंप्यूटरों पर काम कर रहा है जो अतिचालकता (सुपर कंडक्टीवीटी) का दोहन करता है। बहुत जल्द क्वांटम सुपरिमेसी (Quantum Supremacy) के रूप में हासिल करने की उम्मीद कर रहा है। गूगल ने कहा कि दुनिया का मौजूदा सबसे तेज सुपर कंप्यूटर जिस काम को करने में 10 हजार साल लेता है उसे करने में यह नई चिप सिर्फ 200 सेकेंड लेगी।
क्वांटम कंप्यूटर एक नए भौतिकी पर बनाए जाएंगे इससें भविष्य में और अधीक खोज और इनोवेशन किया जाएगा जो अभी तक सोचा भी नहीं गया है।
क्वांटम कंप्यूटिंग का क्षेत्र जितना अहम है उसकी तुलना में इस क्षेत्र में कुशल लोगों की संख्या बहुत कम है। एक अनुमान के मुताबिक, दुनियाभर में 1,000 से भी कम लोग ऐसे हैं जो क्वांटम कंप्यूटिंग में शोध कर रहे हैं। भविष्य में एआई (आर्टिफीसियल इंटेलिजेंस) कहीं अधिक बुद्धिमान हो जाएगा और मुझे डर है कि मानव अपनी आवश्यकताओं के लिए अधिशेष बन सकता है।
यह भी माना जा रहा है कि धीरे-धीरे क्वांटम कम्पूयर परंपरागत कम्प्यूटरों की जगह ले लेंगे. लेकिन उसके लिए अभी 25-30 वर्ष लगेंगे।
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