प्रकाश-आधारित क्वांटम: क्वांटम कंप्यूटिंग का उज्ज्वल भविष्य

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  क्वांटमरन दूरदर्शिता
• फ़रवरी 26, 2024

अंतर्दृष्टि सारांश

प्रकाश-आधारित क्वांटम कंप्यूटिंग में हाल के विकास कम्प्यूटेशनल प्रौद्योगिकी में बदलाव का सुझाव देते हैं, जो प्रसंस्करण के लिए पारंपरिक तरीकों से प्रकाश कणों का उपयोग करने की ओर बढ़ रहा है। यह बदलाव विभिन्न क्षेत्रों में अधिक कुशल और तेज़ समस्या-समाधान और कम ऊर्जा आवश्यकताओं के कारण पर्यावरणीय लाभ की संभावना का वादा करता है। ये प्रगति डेटा सुरक्षा, नौकरी बाज़ार विकास और वैश्विक तकनीकी प्रतिस्पर्धात्मकता के बारे में भी महत्वपूर्ण प्रश्न उठाती है।

प्रकाश-आधारित क्वांटम संदर्भ

प्रकाश-आधारित क्वांटम कंप्यूटिंग में कई विकास सामने आ रहे हैं। प्रकाश-आधारित क्वांटम कंप्यूटिंग, या फोटोनिक क्वांटम कंप्यूटिंग, गणना करने के लिए फोटॉन (प्रकाश कण) का उपयोग करता है। इसके विपरीत, पारंपरिक कंप्यूटिंग विद्युत सर्किट और बिट्स का उपयोग करती है। जून 2023 में, एमआईटी शोधकर्ताओं ने पाया कि लेड-हैलाइड पेरोव्स्काइट नैनोकण फोटॉन के लगातार प्रवाह का उत्पादन कर सकते हैं। ये सामग्रियां न केवल अपने हल्के वजन और उत्पादन में आसानी के कारण भविष्य के सौर पैनलों के लिए आशाजनक हैं, बल्कि वे उन्नत प्रौद्योगिकियों में भी अपनी क्षमता के लिए खड़ी हैं क्योंकि उन्हें आसानी से बनाया जा सकता है और कांच जैसी सतहों पर लगाया जा सकता है।

फिर, अक्टूबर 2023 में, चीनी वैज्ञानिकों ने अपने नए प्रकाश-आधारित क्वांटम कंप्यूटर, जियुझांग 3.0 के साथ एक सफलता हासिल की, जिसने 255 फोटॉन का पता लगाकर एक नया विश्व रिकॉर्ड बनाया है, जो अपने पूर्ववर्ती जियुझांग 2.0 के 113 फोटॉन से कहीं अधिक है। यह प्रगति जियुझांग 3.0 को गॉसियन बोसॉन सैंपलिंग समस्याओं को हल करने में जियुझांग 2.0 की तुलना में दस लाख गुना तेज प्रदर्शन करने की अनुमति देती है, जो क्वांटम कंप्यूटिंग में उपयोग किया जाने वाला एक जटिल गणितीय मॉडल है। उल्लेखनीय रूप से, जिउझांग 3.0 केवल एक माइक्रोसेकंड में सबसे जटिल गॉसियन बोसॉन सैंपलिंग नमूनों को संसाधित कर सकता है, एक ऐसा कार्य जिसे पूरा करने के लिए दुनिया के सबसे तेज़ सुपरकंप्यूटर, फ्रंटियर को 20 अरब से अधिक वर्षों की आवश्यकता होगी। 

अंततः, जनवरी 2024 में, जापानी वैज्ञानिकों ने वर्तमान प्रकाश-आधारित क्वांटम मशीनों के लिए आवश्यक अति-निम्न तापमान की आवश्यकता को समाप्त करने में महत्वपूर्ण प्रगति की घोषणा की। उनकी सफलता में 2030 तक एक शक्तिशाली क्वांटम कंप्यूटर बनाने के लिए सूचना प्रसारण के लिए एक उच्च-प्रदर्शन "संपीड़ित प्रकाश" स्रोत शामिल है। यह विकास सुपरकंडक्टिंग और सिलिकॉन-आधारित क्वांटम कंप्यूटर जैसे अन्य तरीकों पर संभावित स्केलेबिलिटी और पावर दक्षता लाभ प्रदान करता है।

विघटनकारी प्रभाव

प्रकाश-आधारित क्वांटम कंप्यूटिंग में प्रगति से कम्प्यूटेशनल दक्षता और गति में उल्लेखनीय सुधार होने की उम्मीद है। कमरे के तापमान पर काम करने की इस तकनीक की क्षमता जटिल शीतलन प्रणालियों की आवश्यकता को कम कर देती है, जिससे यह अधिक पर्यावरण के अनुकूल और लागत प्रभावी बन जाती है। बढ़ी हुई दक्षता और कम परिचालन लागत विभिन्न क्षेत्रों में क्वांटम कंप्यूटिंग प्रौद्योगिकियों को व्यापक रूप से अपनाने को प्रोत्साहित कर सकती है, जिससे कृत्रिम बुद्धिमत्ता, सामग्री विज्ञान और क्रिप्टोग्राफी में अनुसंधान और विकास में तेजी आएगी।

प्रकाश-आधारित क्वांटम कंप्यूटिंग के विकास से उन्नत कम्प्यूटेशनल संसाधनों तक अधिक तीव्र और किफायती पहुंच हो सकती है। इस बदलाव के परिणामस्वरूप डेटा सुरक्षा के लिए अधिक परिष्कृत एन्क्रिप्शन विधियों के माध्यम से व्यक्तिगत सुरक्षा में वृद्धि हो सकती है। शिक्षा में, ऐसी प्रगति छात्रों और शोधकर्ताओं को सीखने और खोज के लिए नए उपकरण प्रदान कर सकती है। इसके अतिरिक्त, जैसे-जैसे यह तकनीक परिपक्व होगी, यह क्वांटम कंप्यूटिंग और संबंधित उद्योगों में नौकरी के नए अवसर और करियर पथ पैदा कर सकती है।

सरकारें संभवतः इन विकासों को विज्ञान और प्रौद्योगिकी में राष्ट्रीय क्षमताओं को बढ़ाने के अवसर के रूप में देखेंगी। प्रकाश-आधारित क्वांटम कंप्यूटिंग में निवेश उच्च तकनीक उद्योगों और अनुसंधान में देश की प्रतिस्पर्धात्मक बढ़त को बढ़ावा दे सकता है। उन्नत कम्प्यूटेशनल क्षमताओं द्वारा उत्पन्न नई चुनौतियों का समाधान करने के लिए इस तकनीक को विशेष रूप से डेटा सुरक्षा से संबंधित नियामक ढांचे में अपडेट की भी आवश्यकता हो सकती है। इसके अलावा, सरकारों को प्रकाश-आधारित क्वांटम कंप्यूटिंग की क्षमता का पूरी तरह से लाभ उठाने के लिए शिक्षा, उद्योग और अनुसंधान संस्थानों के बीच साझेदारी को बढ़ावा देने की आवश्यकता हो सकती है।

प्रकाश-आधारित क्वांटम के निहितार्थ

प्रकाश-आधारित क्वांटम के व्यापक निहितार्थों में शामिल हो सकते हैं: 

• अनुसंधान क्षेत्रों में कम्प्यूटेशनल क्षमताओं में वृद्धि, जिससे तेज और अधिक सटीक जलवायु मॉडलिंग और रोग अनुसंधान परिणाम प्राप्त होंगे।
• नई सामग्रियों और दवाओं की त्वरित खोज और विकास, इन्हें बाजार में लाने का समय और लागत कम हो गई।
• क्वांटम-प्रतिरोधी एन्क्रिप्शन विधियों की बढ़ती मांग, जिससे साइबर सुरक्षा निवेश और डेटा सुरक्षा प्रौद्योगिकियों में नवाचार में वृद्धि हुई है।
• क्वांटम कंप्यूटिंग और संबंधित क्षेत्रों की ओर शैक्षिक फोकस में बदलाव, उभरती प्रौद्योगिकियों में सीखने के नए अवसर और करियर पथ बनाना।
• वैश्विक प्रौद्योगिकी नेतृत्व में प्रतिस्पर्धात्मक बढ़त हासिल करने के लक्ष्य के साथ सरकारें क्वांटम कंप्यूटिंग बुनियादी ढांचे और शिक्षा में निवेश कर रही हैं।
• भू-राजनीतिक गतिशीलता में परिवर्तन, जैसे-जैसे राष्ट्र क्वांटम कंप्यूटिंग क्षमताओं में प्रभुत्व के लिए प्रतिस्पर्धा करते हैं, संभावित रूप से नए गठबंधन और प्रतिद्वंद्विता को जन्म देते हैं।
• उच्च-स्तरीय कम्प्यूटेशनल संसाधनों का लोकतंत्रीकरण, छोटे व्यवसायों और अनुसंधान संस्थानों को बड़ी संस्थाओं के साथ प्रतिस्पर्धा करने में सक्षम बनाता है।
• ऊर्जा-कुशल और पर्यावरण के अनुकूल कम्प्यूटेशनल तरीकों में वृद्धि, तकनीकी उद्योग में कार्बन फुटप्रिंट को कम करने में योगदान दे रही है।
• उन्नत अनुकूलन और पूर्वानुमानित मॉडलिंग क्षमताओं के कारण वित्त और लॉजिस्टिक्स जैसे क्षेत्रों में व्यवसाय मॉडल का परिवर्तन।
• उन्नत कम्प्यूटेशनल क्षमताओं से उत्पन्न होने वाली कानूनी और नैतिक चुनौतियाँ, जिनके लिए नए नियमों और शासन संरचनाओं की आवश्यकता होती है।

विचार करने के लिए प्रश्न

• विभिन्न उद्योगों में प्रकाश-आधारित क्वांटम कंप्यूटिंग को एकीकृत करने से नौकरी बाजार को कैसे नया आकार मिल सकता है?
• क्वांटम कंप्यूटिंग की प्रगति वैश्विक डेटा सुरक्षा को किस प्रकार प्रभावित कर सकती है?