तकनीकी प्रगति के परिदृश्य में, केवल कुछ चुनिंदा लोगों के पास ही हमारी दुनिया को फिर से परिभाषित करने की वास्तविक क्षमता है। हम पहले ही डिजिटल कंप्यूटर, मशीनों के साथ ऐसा बदलाव देख चुके हैं जिसने हमारे अस्तित्व के हर पहलू में क्रांति ला दी है। वे जितने परिवर्तनकारी रहे हैं, अब हम एक और युगांतरकारी बदलाव के मुहाने पर खड़े हैं। क्वांटम कंप्यूटर दर्ज करें, नवाचार का एक चमत्कार जो उन चुनौतियों से निपटने का वादा करता है जो लंबे समय से अपने शास्त्रीय समकक्षों के लिए दुर्गम रही हैं। हर कोई इस दौड़, उत्तम क्वांटम कंप्यूटर बनाने की दौड़ का हिस्सा बनने की कोशिश कर रहा है। मेरा मानना है कि क्वांटम कंप्यूटर अर्थव्यवस्था से लेकर ब्रह्मांड के साथ हमारी बातचीत तक सब कुछ बदल देंगे।
संगणना का विकास मानवीय सरलता का प्रमाण रहा है। एनालॉग उपकरणों के युग से, जहां गणनाएं गियर के घूमने या करंट के प्रवाह जैसी निरंतर भौतिक घटनाओं पर निर्भर करती थीं, हम डिजिटल युग में परिवर्तित हो गए हैं। 20वीं सदी में पैदा हुए डिजिटल कंप्यूटर, 0s और 1s की बाइनरी भाषा का उपयोग करते हैं, जिसमें ट्रांजिस्टर प्रसंस्करण और तर्क संचालन के आधार के रूप में कार्य करते हैं। लगातार घटती और बढ़ती शक्ति वाली इन मशीनों ने आधुनिक जीवन के हर पहलू को बदल दिया। अगला युग क्वांटम कंप्यूटर का युग है। कंप्यूटर जो ट्रांजिस्टर के बजाय क्वबिट पर गणना करते हैं। क्वांटम कंप्यूटर इलेक्ट्रॉनों पर आधारित होते हैं।
एक प्रसिद्ध विचार प्रयोग है जो क्वांटम यांत्रिकी की एक मौलिक अवधारणा को दर्शाता है, जो क्वांटम कंप्यूटिंग की नींव है।
श्रोडिंगर के बिल्ली विचार प्रयोग में, भौतिक विज्ञानी इरविन श्रोडिंगर ने एक ऐसे परिदृश्य की कल्पना की जिसमें एक बिल्ली को एक बंद बक्से में एक रेडियोधर्मी परमाणु, एक गीजर काउंटर, जहर की एक शीशी और एक हथौड़ा के साथ रखा गया है। यदि गीगर काउंटर परमाणु के क्षय के रूप में विकिरण का पता लगाता है, तो यह जहर की रिहाई को ट्रिगर करता है, जिससे बिल्ली की मृत्यु हो जाती है। हालाँकि, क्वांटम यांत्रिकी के अनुसार, जब तक हम बॉक्स नहीं खोलते और बिल्ली का निरीक्षण नहीं करते, तब तक बिल्ली अवस्थाओं के सुपरपोज़िशन में मौजूद रहती है। इसका मतलब यह है कि, सिद्धांत के अनुसार, देखे जाने तक बिल्ली एक साथ जीवित और मृत दोनों होती है। सुपरपोज़िशन की यह अवधारणा क्वांटम यांत्रिकी में एक मौलिक विचार है।
क्वांटम कंप्यूटर क्वांटम बिट्स या क्विबिट्स का उपयोग करते हैं, जो कि शास्त्रीय बिट्स के विपरीत, जो 0 या 1 हो सकते हैं, राज्यों के सुपरपोजिशन में मौजूद हो सकते हैं। इसका मतलब यह है कि एक क्वबिट 0 और 1 दोनों को एक साथ प्रदर्शित कर सकता है। यह संपत्ति क्वांटम कंप्यूटरों को समानांतर में कई संभावनाओं को संसाधित करने की अनुमति देती है, जिससे वे शास्त्रीय कंप्यूटरों की तुलना में कुछ प्रकार की गणनाओं के लिए संभावित रूप से अधिक शक्तिशाली बन जाते हैं। एक तरह से, आप एक सुपरपोज़िशन अवस्था में एक क्वबिट और श्रोडिंगर की बिल्ली के बीच एक सादृश्य बना सकते हैं, क्योंकि दोनों में एक ऐसी अवस्था शामिल होती है जो देखे जाने तक एक साथ कई संभावनाओं में मौजूद रहती है।
क्वांटम कंप्यूटर डिजिटल कंप्यूटर की तुलना में असीम रूप से तेज़ होते हैं। हम ऐसे बिंदु पर हैं जहां हम क्वांटम कंप्यूटर बनाने की कोशिश कर रहे हैं जो एक विशिष्ट कार्य या गणना कर सकता है जिसे उचित समय के भीतर पूरा करना सबसे शक्तिशाली शास्त्रीय सुपर कंप्यूटर के लिए भी व्यावहारिक रूप से असंभव है। इसे क्वांटम सर्वोच्चता के रूप में जाना जाता है। क्वांटम सर्वोच्चता की उपलब्धि को क्वांटम कंप्यूटिंग के व्यावहारिक अनुप्रयोगों को साकार करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम के रूप में देखा जाता है, लेकिन क्वांटम कंप्यूटरों को व्यापक रूप से सुलभ और वास्तविक दुनिया की समस्याओं के लिए उपयोगी बनने से पहले अभी भी कई तकनीकी चुनौतियों से पार पाना बाकी है। क्वांटम कंप्यूटर के सामने सबसे बड़ी समस्या क्वांटम अवस्थाओं की स्थिरता और सुसंगतता को बढ़ाना है।
सब कुछ इलेक्ट्रॉनों जैसे कणों पर आधारित है और जब वे एक साथ कंपन करते हैं तो इसे सुसंगतता के रूप में जाना जाता है। हालाँकि, सुसंगतता प्राप्त करना और बनाए रखना एक पेंसिल को उसकी नोक पर संतुलित करने के समान है। पर्यावरण, विशेष रूप से कमरे के तापमान पर, इन क्यूबिट्स पर अनगिनत कणों की बमबारी करता है, जिससे वे अपनी क्वांटम स्थिति तेजी से खो देते हैं। यही कारण है कि शुरुआती क्वांटम कंप्यूटर अक्सर इन नाजुक क्वैबिट्स को बाहरी गड़बड़ी से बचाने के लिए शून्य केल्विन के करीब काम करते हैं, जो कि कल्पना करने योग्य सबसे ठंडा तापमान है।
प्रकृति, अपनी सभी अद्भुत जटिलताओं में, अक्सर हमें उन समस्याओं के समाधान से चकाचौंध कर देती है जो मानवीय समझ को चकित कर देती हैं। उदाहरण के लिए, इसके मूल में, प्रकाश संश्लेषण फोटॉन के एक जटिल नृत्य की तरह लगता है, एक ऐसी प्रक्रिया जहां जीवन को ईंधन देने के लिए प्रकाश ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है। लेकिन यह महज़ एक रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं है; यह क्वांटम यांत्रिक प्रक्रिया पर निर्भर है। क्वांटम दुनिया, अपने स्वभाव से, नाजुक है, और सुसंगतता तेजी से नष्ट हो सकती है, खासकर गर्म वातावरण में। फिर भी, पौधों ने क्वांटम सुसंगतता बनाए रखते हुए और कुशल ऊर्जा हस्तांतरण सुनिश्चित करते हुए इस कार्य को पूरा किया है। इस शानदार प्रक्रिया में, प्रकाश संश्लेषण में शामिल अणु एक क्वांटम यांत्रिक प्रक्रिया में संलग्न होते हैं, जानकारी साझा करते हैं, और कमरे के तापमान की गतिशीलता से उत्पन्न चुनौतियों के बावजूद परस्पर जुड़े रहते हैं। यह ऐसा है मानो प्रकृति ने क्वांटम क्षेत्र की विचित्रताओं का दोहन करने का एक तरीका खोज लिया है।
प्रौद्योगिकी की विस्तृत दुनिया में, क्वांटम कंप्यूटरों में पारंपरिक कंप्यूटिंग से कहीं आगे बढ़ने की क्षमता है, जो विभिन्न डोमेन में परिवर्तनकारी परिवर्तन की लहरें पैदा करता है। जीवन रक्षक दवाओं को डिजाइन करने से लेकर वैश्विक आपूर्ति श्रृंखलाओं को अनुकूलित करने तक, क्वांटम कंप्यूटिंग के संभावित अनुप्रयोग विशाल और विविध हैं। जैसे-जैसे अनुसंधान आगे बढ़ेगा, हम क्वांटम कंप्यूटरों को जलवायु मॉडलिंग, वित्तीय पूर्वानुमान और यहां तक कि जटिल सिस्टम सिमुलेशन में सहायता करते हुए देखेंगे। भविष्य सिर्फ उज्ज्वल नहीं है, यह क्वांटम-प्रकाशित है!
2023-09-14 09:58:06
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