क्वांटम संगणक जग कसे बदलतील: संगणक P7 चे भविष्य

सामान्य संगणक उद्योगाभोवती भरपूर हायप तरंगत आहे, एका विशिष्ट तंत्रज्ञानाभोवती हायप केंद्रित आहे ज्यामध्ये सर्वकाही बदलण्याची क्षमता आहे: क्वांटम संगणक. आमच्या कंपनीचे नाव असल्याने, आम्ही या तंत्रज्ञानाभोवती आमच्या उत्साहीपणामध्ये एक पक्षपातीपणा मान्य करू आणि आमच्या फ्यूचर ऑफ कॉम्प्युटर मालिकेतील या शेवटच्या प्रकरणादरम्यान, आम्ही तुमच्याशी ते का आहे ते सांगण्याची आशा करतो.

मूलभूत स्तरावर, क्वांटम संगणक मूलभूतपणे वेगळ्या पद्धतीने माहिती हाताळण्याची संधी देते. किंबहुना, एकदा का हे तंत्रज्ञान परिपक्व झाले की, हे संगणक सध्या अस्तित्वात असलेल्या कोणत्याही संगणकापेक्षा गणिती समस्या केवळ जलद सोडवतील असे नाही, तर पुढील काही दशकांत अस्तित्वात असण्याचा अंदाज वर्तवण्यात आलेला कोणताही संगणक (मूरचा नियम खरा आहे असे गृहीत धरून). प्रत्यक्षात, आमच्या सभोवतालच्या चर्चेप्रमाणेच आमच्या शेवटच्या प्रकरणात सुपर कॉम्प्युटर, भविष्यातील क्वांटम संगणक मानवतेला कधीही मोठ्या प्रश्नांना सामोरे जाण्यास सक्षम करतील जे आपल्याला आपल्या सभोवतालच्या जगाची सखोल माहिती मिळविण्यात मदत करू शकतात.

क्वांटम संगणक म्हणजे काय?

हाईप बाजूला ठेवा, क्वांटम संगणक मानक संगणकांपेक्षा वेगळे कसे आहेत? आणि ते कसे कार्य करतात?

व्हिज्युअल शिकणार्‍यांसाठी, आम्ही या विषयावरील कुर्जगेसगट YouTube टीमकडून हा मजेदार, छोटा व्हिडिओ पाहण्याची शिफारस करतो:

दरम्यान, आमच्या वाचकांसाठी, आम्ही भौतिकशास्त्राच्या पदवीशिवाय क्वांटम कॉम्प्युटरचे स्पष्टीकरण देण्याचा सर्वोत्तम प्रयत्न करू.

सुरुवातीच्यासाठी, आम्हाला हे लक्षात ठेवणे आवश्यक आहे की माहिती संगणक प्रक्रियेचे मूलभूत एकक थोडे आहे. या बिट्समध्ये दोन मूल्यांपैकी एक असू शकते: 1 किंवा 0, चालू किंवा बंद, होय किंवा नाही. जर तुम्ही यापैकी पुरेसे बिट्स एकत्र केले, तर तुम्ही कोणत्याही आकाराच्या संख्येचे प्रतिनिधित्व करू शकता आणि त्यांच्यावर सर्व प्रकारची गणना करू शकता. कॉम्प्युटर चिप जितकी मोठी किंवा अधिक शक्तिशाली असेल तितकी मोठी संख्या तुम्ही तयार करू शकता आणि गणना लागू करू शकता आणि जितक्या वेगाने तुम्ही एका गणनेतून दुसऱ्या गणनेत जाऊ शकता.

क्वांटम संगणक दोन महत्त्वाच्या मार्गांनी भिन्न आहेत.

प्रथम, "सुपरपोझिशन" चा फायदा आहे. पारंपारिक संगणक बिट्ससह कार्य करतात, तर क्वांटम संगणक क्यूबिट्ससह कार्य करतात. सुपरपोझिशन इफेक्ट क्यूबिट्स सक्षम करतात की दोन संभाव्य मूल्यांपैकी एक (1 किंवा 0) मर्यादित न ठेवता, क्यूबिट दोन्हीचे मिश्रण म्हणून अस्तित्वात असू शकते. हे वैशिष्ट्य क्वांटम संगणकांना पारंपारिक संगणकांपेक्षा अधिक कार्यक्षमतेने (जलद) ऑपरेट करण्यास अनुमती देते.

दुसरे म्हणजे, "फसवणे" चा फायदा. ही घटना एक अद्वितीय क्वांटम भौतिकी वर्तन आहे जी वेगवेगळ्या कणांच्या प्रमाणात नियतीला बांधते, जेणेकरुन जे काही घडते त्याचा इतरांवर परिणाम होईल. क्वांटम कॉम्प्युटरवर लागू केल्यावर, याचा अर्थ ते त्यांचे सर्व क्यूबिट्स एकाच वेळी हाताळू शकतात - दुसऱ्या शब्दांत, एकामागून एक गणना करण्याऐवजी, क्वांटम संगणक ते सर्व एकाच वेळी करू शकतो.

पहिला क्वांटम संगणक तयार करण्याची शर्यत

हे शीर्षक काहीसे चुकीचे नाव आहे. मायक्रोसॉफ्ट, IBM आणि Google सारख्या आघाडीच्या कंपन्यांनी आधीच पहिले प्रायोगिक क्वांटम संगणक तयार केले आहेत, परंतु या सुरुवातीच्या प्रोटोटाइपमध्ये प्रति चिप दोन डझन क्यूबिट्सपेक्षा कमी वैशिष्ट्य आहे. आणि हे सुरुवातीचे प्रयत्न ही एक उत्तम पहिली पायरी असताना, टेक कंपन्या आणि सरकारी संशोधन विभागांना त्याच्या सैद्धांतिक वास्तविक-जगातील संभाव्यतेची पूर्तता करण्यासाठी हायपसाठी किमान 49 ते 50 क्यूबिट्स असलेले क्वांटम संगणक तयार करणे आवश्यक आहे.

या हेतूने, हा 50 क्यूबिट मैलाचा दगड गाठण्यासाठी अनेक पद्धतींचा वापर केला जात आहे, परंतु दोन सर्व कॉमर्सच्या वर आहेत.

एका शिबिरात, गुगल आणि IBM ने क्वांटम कॉम्प्युटर विकसित करण्याचे उद्दिष्ट ठेवले आहे जे क्यूबिट्सला -२७३.१५ अंश सेल्सिअस किंवा पूर्ण शून्यापर्यंत थंड केलेल्या सुपरकंडक्टिंग वायर्समधून वाहणारे प्रवाह म्हणून प्रस्तुत करतात. विद्युत् प्रवाहाची उपस्थिती किंवा अनुपस्थिती म्हणजे 273.15 किंवा 1. या दृष्टिकोनाचा फायदा असा आहे की या सुपरकंडक्टिंग वायर्स किंवा सर्किट सिलिकॉनपासून तयार केल्या जाऊ शकतात, मटेरियल सेमीकंडक्टर कंपन्यांना काम करण्याचा अनेक दशकांचा अनुभव आहे.

मायक्रोसॉफ्टच्या नेतृत्वाखालील दुसऱ्या पध्दतीमध्ये व्हॅक्यूम चेंबरमध्ये अडकलेल्या आयनांचा समावेश होतो आणि लेझरद्वारे हाताळले जाते. ऑसीलेटिंग चार्जेस क्यूबिट्स म्हणून कार्य करतात, जे नंतर क्वांटम संगणकाच्या ऑपरेशन्सवर प्रक्रिया करण्यासाठी वापरले जातात.

क्वांटम संगणक कसे वापरायचे

ठीक आहे, सिद्धांत बाजूला ठेऊन, या क्वांटम कॉम्प्युटर जगावर असलेल्या वास्तविक जगातील अनुप्रयोगांवर आणि कंपन्या आणि लोक त्याच्याशी कसे गुंतले आहेत यावर लक्ष केंद्रित करूया.

लॉजिस्टिक आणि ऑप्टिमायझेशन समस्या. क्वांटम कॉम्प्युटरसाठी सर्वात तात्काळ आणि फायदेशीर वापरांपैकी एक ऑप्टिमायझेशन असेल. Uber सारख्या राइड-शेअरिंग अॅप्ससाठी, शक्य तितक्या ग्राहकांना उचलण्याचा आणि सोडण्याचा सर्वात जलद मार्ग कोणता आहे? Amazon सारख्या ई-कॉमर्स दिग्गजांसाठी, सुट्टीच्या भेटवस्तू खरेदीच्या गर्दीत कोट्यवधी पॅकेज वितरित करण्याचा सर्वात किफायतशीर मार्ग कोणता आहे?

या सोप्या प्रश्नांमध्ये एकाच वेळी शेकडो ते हजारो व्हेरिएबल्सची संख्या क्रंच करणे समाविष्ट आहे, एक पराक्रम जो आधुनिक सुपरकॉम्प्युटर हाताळू शकत नाहीत; त्यामुळे त्याऐवजी, ते या कंपन्यांना त्यांच्या लॉजिस्टिक गरजा इष्टतम मार्गाने व्यवस्थापित करण्यात मदत करण्यासाठी त्या व्हेरिएबल्सच्या थोड्या टक्केवारीची गणना करतात. पण क्वांटम कॉम्प्युटरच्या सहाय्याने तो घाम न गाळता व्हेरिएबल्सच्या डोंगरातून तुकडे करेल.

हवामान आणि हवामान मॉडेलिंग वरील मुद्द्याप्रमाणेच, हवामान चॅनेल कधीकधी चुकीचे का ठरते याचे कारण म्हणजे त्यांच्या सुपरकॉम्प्युटरवर प्रक्रिया करण्यासाठी बरेच पर्यावरणीय चल असतात (ते आणि कधीकधी खराब हवामान डेटा संग्रह). परंतु क्वांटम कॉम्प्युटरच्या सहाय्याने, हवामान शास्त्रज्ञ केवळ नजीकच्या हवामानाच्या नमुन्यांचा अचूक अंदाज लावू शकत नाहीत, तर ते हवामान बदलाच्या परिणामांचा अंदाज लावण्यासाठी अधिक अचूक दीर्घकालीन हवामान मूल्यांकन देखील तयार करू शकतात.

वैयक्तिकृत औषध. तुमचा DNA आणि तुमचा अनन्य मायक्रोबायोम डीकोड करणे भविष्यातील डॉक्टरांसाठी तुमच्या शरीराला पूर्णपणे अनुरूप असलेली औषधे लिहून देण्यासाठी महत्त्वपूर्ण आहे. पारंपारिक सुपरकॉम्प्युटरने डीएनए डीकोडिंगमध्ये किफायतशीरपणे प्रगती केली असताना, मायक्रोबायोम त्यांच्या आवाक्याबाहेर आहे-परंतु भविष्यातील क्वांटम संगणकांसाठी तसे नाही.

क्वांटम कॉम्प्युटर बिग फार्माला त्यांच्या औषधांवर वेगवेगळे रेणू कसे प्रतिक्रिया देतात याचा अधिक चांगल्या प्रकारे अंदाज लावू शकतील, ज्यामुळे फार्मास्युटिकल विकासाला लक्षणीय गती मिळेल आणि किंमती कमी होतील.

अवकाश शोध. आजच्या (आणि उद्याच्या) अंतराळ दुर्बिणी दररोज प्रचंड प्रमाणात ज्योतिषीय प्रतिमा डेटा गोळा करतात ज्यात अब्जावधी आकाशगंगा, तारे, ग्रह आणि लघुग्रहांच्या हालचालींचा मागोवा घेतात. दुर्दैवाने, आजच्या सुपरकॉम्प्युटरसाठी नियमितपणे अर्थपूर्ण शोध लावण्यासाठी हा डेटा खूप जास्त आहे. परंतु मशीन-लर्निंगसह परिपक्व क्वांटम संगणकासह, या सर्व डेटावर शेवटी कार्यक्षमतेने प्रक्रिया केली जाऊ शकते, ज्यामुळे 2030 च्या दशकाच्या सुरुवातीस दररोज शेकडो ते हजारो नवीन ग्रहांच्या शोधाचे दरवाजे उघडले जाऊ शकतात.

मूलभूत विज्ञान. वरील मुद्द्यांप्रमाणेच, या क्वांटम संगणकांनी सक्षम केलेली कच्ची संगणकीय शक्ती शास्त्रज्ञ आणि अभियंत्यांना नवीन रसायने आणि साहित्य, तसेच चांगले कार्य करणारी इंजिने आणि अर्थातच थंड ख्रिसमस खेळणी तयार करण्यास अनुमती देईल.

मशीन लर्निंग. पारंपारिक संगणक वापरून, मशीन-लर्निंग अल्गोरिदमला नवीन कौशल्ये शिकण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात क्युरेट केलेली आणि लेबल केलेली उदाहरणे (मोठा डेटा) आवश्यक आहे. क्वांटम कम्प्युटिंगसह, मशीन-लर्निंग सॉफ्टवेअर मानवांप्रमाणेच अधिक शिकण्यास सुरुवात करू शकते, ज्याद्वारे ते कमी डेटा, अस्पष्ट डेटा वापरून नवीन कौशल्ये मिळवू शकतात, अनेकदा काही सूचनांसह.

हे ऍप्लिकेशन कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI) क्षेत्रातील संशोधकांमध्ये देखील उत्साहाचा विषय आहे, कारण ही सुधारित नैसर्गिक शिक्षण क्षमता एआय संशोधनात अनेक दशकांपर्यंत प्रगती करू शकते. आमच्या फ्यूचर ऑफ आर्टिफिशियल इंटेलिजन्स मालिकेत याबद्दल अधिक.

एनक्रिप्शन. दुर्दैवाने, हा असा अनुप्रयोग आहे ज्याने बहुतेक संशोधक आणि गुप्तचर संस्था चिंताग्रस्त आहेत. सर्व वर्तमान एन्क्रिप्शन सेवा पासवर्ड तयार करण्यावर अवलंबून असतात ज्यांना क्रॅक होण्यासाठी आधुनिक सुपर कॉम्प्युटरला हजारो वर्षे लागतील; क्वांटम संगणक सैद्धांतिकदृष्ट्या या एन्क्रिप्शन की एका तासाच्या आत फाडून टाकू शकतात.

बँकिंग, दळणवळण, राष्ट्रीय सुरक्षा सेवा, इंटरनेट स्वतः कार्य करण्यासाठी विश्वसनीय एन्क्रिप्शनवर अवलंबून असते. (अरे, आणि एन्क्रिप्शनवर त्याचे मुख्य अवलंबित्व लक्षात घेता बिटकॉइनबद्दलही विसरून जा.) जर हे क्वांटम संगणक जाहिरातीप्रमाणे काम करत असतील, तर हे सर्व उद्योग धोक्यात येतील, जोपर्यंत आम्ही क्वांटम एन्क्रिप्शन तयार करत नाही तोपर्यंत संपूर्ण जागतिक अर्थव्यवस्था धोक्यात येईल. गती

रिअल-टाइम भाषा अनुवाद. हा धडा आणि ही मालिका कमी तणावपूर्ण टिपेवर समाप्त करण्यासाठी, क्वांटम संगणक स्काईप चॅटद्वारे किंवा आपल्या कानात घालता येण्याजोग्या ऑडिओच्या वापराद्वारे कोणत्याही दोन भाषांमधील जवळपास-परफेक्ट, वास्तविक-वेळ भाषेतील भाषांतर सक्षम करेल. .

20 वर्षांत, भाषा यापुढे व्यवसाय आणि दैनंदिन परस्परसंवादासाठी अडथळा ठरणार नाही. उदाहरणार्थ, एखादी व्यक्ती जी फक्त इंग्रजी बोलते ती परदेशी देशांतील भागीदारांसोबत अधिक आत्मविश्वासाने व्यावसायिक संबंधांमध्ये प्रवेश करू शकते जिथे इंग्रजी ब्रॅण्ड अन्यथा प्रवेश करण्यात अयशस्वी ठरले असते, आणि परदेशी देशांना भेट देताना, ही व्यक्ती एखाद्या विशिष्ट व्यक्तीच्या प्रेमात पडू शकते. फक्त कँटोनीज बोलता येते.

संगणक मालिकेचे भविष्य

मानवता पुन्हा परिभाषित करण्यासाठी उदयोन्मुख वापरकर्ता इंटरफेस: संगणकांचे भविष्य P1

सॉफ्टवेअर डेव्हलपमेंटचे भविष्य: संगणकांचे भविष्य P2

डिजिटल स्टोरेज क्रांती: संगणक P3 चे भविष्य

मायक्रोचिपचा मूलभूत पुनर्विचार करण्यासाठी एक लुप्त होत जाणारा मूरचा कायदा: संगणक P4 चे भविष्य

क्लाउड कॉम्प्युटिंग विकेंद्रित होते: संगणकांचे भविष्य P5

देश सर्वात मोठे सुपर कॉम्प्युटर तयार करण्यासाठी स्पर्धा का करत आहेत? संगणकांचे भविष्य P6