IBM Q सिस्टम वन - दुनिया का पहला पूरी तरह से एकीकृत क्वांटम कंप्यूटर

कंप्यूटर, जितने सरल लगते हैं, उनकी समस्याओं और समीकरणों को हल करने की क्षमता और गति मानव मस्तिष्क द्वारा प्राप्त न की जा सकने वाली है। एक कंप्यूटर, जैसा कि कोई सोच सकता है, केवल एक माध्यम नहीं है जो आपको अनुप्रयोगों की एक श्रृंखला प्रदान करता है, बल्कि यह केवल एक कैलकुलेटर है। आप कंप्यूटर को कमांड देते हैं, यह उस कमांड को प्रोसेसिंग यूनिट में फीड करता है। जिसे तब लोड, प्रोसेस और कैलिब्रेट किया जाता है इससे पहले कि आपको वांछित परिणाम मिले। जबकि कंप्यूटर निश्चित रूप से मानव कमांड पर चलता है, एक कमांड को प्रोसेस करने की इसकी क्षमता, और मैन्युअल त्रुटि के बिना इसे कैलिब्रेट करना वही है जो एक मशीन को हमसे अधिक कुशल बनाता है। जबकि क्लासिक कंप्यूटर लंबे समय से वास्तविक जीवन की गणनाओं में हमारी मदद करते रहे हैं, तकनीकी प्रगति की आवश्यकता और एक तकनीक-आधारित विश्व समाज के निर्माण ने विभिन्न विशेषज्ञता के क्षेत्रों में हमारी कम्प्यूटेशनल समस्याओं के लिए अधिक उन्नत समाधानों की आवश्यकताओं को बढ़ा दिया है। और चूंकि ये समस्याएं एक क्लासिक कंप्यूटर के लिए हल करने के लिए बहुत कठिन हैं, शोधकर्ताओं ने क्वांटम कंप्यूटिंग की ओर रुख किया है।

अमेरिकी कंप्यूटर सिस्टम निर्माता IBM ने हाल ही में वह अनावरण किया जिसे वह "दुनिया की पहली एकीकृत क्वांटम कंप्यूटिंग मशीन" होने का दावा करता है, जिसे IBM Q सिस्टम वन कहा जाता है। Q सिस्टम वन क्या है? IBM के पास इसके साथ क्या दांव पर है? यह कंप्यूटिंग सिस्टम के भविष्य के लिए क्या मायने रख सकता है? आइए इसे "बिट-बाय-बिट" लेते हैं।

क्वांटम कंप्यूटिंग संक्षेप में

तो, आपने स्कूल में बाइनरी नंबर सीखे हैं, है ना? वह भाषा जो कंप्यूटर समझते हैं? कोई घंटी बजी? एक क्लासिक कंप्यूटर लिखित शब्द कमांड को स्वीकार या समझ नहीं करता। आप कंप्यूटर पर जो कुछ भी करते हैं वह उसकी मेमोरी में जानकारी के एक टुकड़े के रूप में बाइनरी इकाइयों के रूप में संग्रहीत होता है, जिसमें केवल 0 और 1 शामिल होते हैं। तो, एक क्लासिक कंप्यूटर बाइनरी में सभी गणनाएं करता है। चूंकि एक बाइनरी इकाई या तो 0 या 1 हो सकती है, कम्प्यूटेशनल जटिलता की पहुंच जिसे एक कंप्यूटर संभाल या स्वीकार कर सकता है, वह भी सीमित है। हमेशा बेंचमार्क होते हैं जिन्हें एक कंप्यूटर अपने एल्गोरिदम की जानकारी को एक विशिष्ट सीमा और जटिलता से ऊपर प्रोसेस और स्टोर करने की सीमाओं के कारण प्राप्त नहीं कर सकता।

यहीं क्वांटम कंप्यूटिंग काम आती है। क्वांटम कंप्यूटिंग क्वांटम यांत्रिकी के नियमों पर काम करती है, जहां विज्ञान का अध्ययन कण पदार्थों के लिए किया जाता है जो आकार और पैमाने में बहुत छोटे होते हैं, वास्तव में, एक परमाणु से छोटे। ऐसे कणों को सबएटॉमिक पार्टिकल्स या क्वांटम पार्टिकल्स कहा जाता है। अब, मान लें कि ये सबएटॉमिक पार्टिकल्स कंप्यूटर बिट्स हैं। क्वांटम कंप्यूटिंग में, कंप्यूटर द्वारा प्राप्त जानकारी को अधिक जटिल और छोटे बिट्स में आगे हेरफेर किया जा सकता है।

यह क्वांटम एंटैंगलमेंट नामक एक घटना द्वारा किया जा सकता है; एक दूसरे पर बाइनरी बिट्स का सुपरइम्पोजिशन जिससे जुड़े, जोड़े, या सूचना के समूहीकृत बिट्स बनते हैं। जोड़े गए बिट्स कैलिब्रेशन के लिए अधिक जटिल और जटिल जानकारी को प्रोसेस करते हैं, क्योंकि वे बाइनरी रूपों के विपरीत एक से अधिक एकल अवस्था में मौजूद हो सकते हैं। ये बिट्स, एक साथ उलझे हुए, एक-दूसरे के गुणों पर निर्भर, क्यूबिट्स कहलाते हैं।

क्वांटम कंप्यूटिंग मूल रूप से कंप्यूटर के अध्ययन को एक छोटे पैमाने पर ले जाती है। क्वांटम अवस्था में बाइनरी बिट्स 0 और 1 की एक जोड़ी सुपरइम्पोज्ड होने पर चार अवस्था बना सकती है। इसी तरह, 0 और 1 के तीन क्यूबिट्स को आठ अलग-अलग अवस्थाओं में जोड़ा जा सकता है। अब उनमें से सैकड़ों की कल्पना करें; यह आपको अवस्थाओं के जोड़े देगा जो ब्रह्मांड में कणों की संख्या से अधिक होंगे। यही क्वांटम कम्प्यूटेशन की सीमा है।

क्वांटम कंप्यूटिंग हमें क्या प्रदान कर सकती है?

हम शेयर बाजार, खेल, विश्व या राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था, चिकित्सा अनुसंधान, और मौसम के संबंध में कई अनुमानों के बारे में हमेशा सुनते हैं। ये अनुमान हमारे दैनिक जीवन के निर्णयों को निर्देशित करते हैं और हमारे भविष्य के एक बड़े हिस्से को आकार देते हैं। लेकिन, हमें ये अनुमान कहां से मिलते हैं? कम्प्यूटेशन। सॉफ्टवेयर और कंप्यूटर मशीनें आने वाले डेटा और जानकारी को गणितीय एल्गोरिदम पर चलाकर यह निर्धारित या अनुमान लगाती हैं कि उस विशेष क्षेत्र का भविष्य कैसा दिख सकता है।

महासागरीय धाराओं का डेटा निर्धारित करता है कि हम कल किस मौसम की उम्मीद कर सकते हैं। अस्पतालों में MRI डॉक्टरों को रोगी के लिए सर्वोत्तम उपचार खोजने की अनुमति देते हैं। व्यावसायिक समूहों के वर्तमान निर्णय वित्तीय विश्लेषकों को शेयर चार्ट में हेरफेर करने और कल की अर्थव्यवस्था का आकार बदलने की अनुमति देते हैं। हालांकि, अभी भी कई जटिल कम्प्यूटेशनल समस्याएं हैं जो पृथ्वी पर किसी भी क्लासिक कंप्यूटर या मस्तिष्क शक्ति की समझ से परे हैं। क्वांटम कंप्यूटिंग कम्प्यूटेशनल विश्लेषण के लिए एक हाई-एंड अपग्रेड हो सकती है जिसे हम जानते हैं। मौसम और वित्तीय स्थिति हमें उनके परिणामों का सामना करने से पहले जितना हमने कभी सोचा था उससे कहीं जल्द उपलब्ध होगी।

डॉक्टर और सर्जन नई खोजें करने और औषधीय प्रशासन को हमेशा के लिए बदलने में सक्षम होंगे। हम सभी संसाधनों को अनुकूलित करने और अपशिष्ट को पूरी तरह से हटाने में सक्षम होंगे; कम्प्यूटेशन और एल्गोरिदम में मैन्युअल त्रुटियां समाप्त हो जाएंगी; और इसके अलावा, हम प्रकृति की घटना और इसके 현상 को डिकोड करने में सक्षम हो सकते हैं, क्योंकि प्रकृति स्वयं सबएटॉमिक पार्टिकल्स के गुणों पर चलती है।

कंप्यूटर निर्माता क्वांटम कंप्यूटिंग में क्यों उतरे?

खैर, एक कारण दुनिया की प्रौद्योगिकी पर एकाधिकार स्थापित करने और हावी होने की दौड़ हो सकती है। तकनीक-निर्भर समाज में जिसमें हम रहते हैं, हमने पहले से ही अपने बारे में बहुत सारी व्यक्तिगत जानकारी शीर्ष तकनीकी निगमों और राज्य-वित्त पोषित तकनीकी परियोजनाओं को दे दी है। जो ऐसी तकनीक चलाता है वह व्यावहारिक रूप से दुनिया पर हावी होता है। क्वांटम कंप्यूटिंग आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस के बाद भविष्य की प्रौद्योगिकियों में अगली बड़ी चीज है। वह निगम जो सर्वोत्तम क्वांटम विश्लेषण और कंप्यूटिंग की पेशकश करेगा, उसके पास विभिन्न कार्य क्षेत्रों के संबंध में सभी प्रकार के कॉर्पोरेट, सरकारी और व्यक्तिगत डेटा तक पहुंच होगी। जिसके पास वह जानकारी होगी, वह अपने लिए सर्वोत्तम निर्णय लेने की शक्ति रखेगा और चाहे कुछ भी हो, हमेशा शीर्ष पर रहेगा।

दूसरा पैसा कमाना हो सकता है। हर निगम क्वांटम कंप्यूटिंग सेवाओं को वाणिज्यिक और एंटरप्राइज़ उपयोग के लिए पेश नहीं करता, और उनमें से एक मुट्ठी से भी कम ऐसे चरण में पहुंचे हैं जहां वे वास्तव में प्रयोगात्मक क्वांटम कंप्यूटिंग कर सकते हैं। तो, अगर कोई ऐसी परियोजना विकसित कर सकता है, तो यह निवेशकों और पैसे वाले अन्य लोगों का स्वागत करना सुनिश्चित करता है। एक अन्य कारण समानांतरता और बाहरी अंतरिक्ष की सीमाओं को भेदने में शोध हो सकता है। ऐसा लगता है जैसे किसी पागल वैज्ञानिक का दृष्टिकोण लेकिन अगर क्यूबिट्स और क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांत, सिद्धांत रूप में, बाहरी अंतरिक्ष की अवधारणाओं को सीखने और हल करने की संभावना रखते हैं जो अभी भी अंतरिक्ष शोधकर्ताओं और बाकी दुनिया के लिए अज्ञात हैं।

उद्देश्य अंतहीन हो सकते हैं, लेकिन इस संबंध में जीत कोई खेल नहीं है और क्वांटम कंप्यूटिंग को हल करने की कोशिश करने वाले हर खिलाड़ी को बहुत विशिष्ट होना चाहिए कि वह इस शोध और तकनीकी उपलब्धि से क्या चाहता है।

IBM और क्वांटम कंप्यूटिंग में इसका शोध

IBM का क्वांटम कंप्यूटिंग में पहला उद्यम 2016 में वापस आया जब उसने IBM Initiative Q लॉन्च किया, जो व्यवसाय और विज्ञान के क्षेत्र में विभिन्न निगमों की कम्प्यूटेशनल विश्लेषण क्षमताओं में सुधार लाने के उद्देश्य से एक उद्योग-स्तरीय पहल थी। IBM Q को संसाधन अनुकूलन को त्रुटि-मुक्त निदान और विश्लेषण द्वारा प्राप्त करने और मशीन लर्निंग के लिए नए बेंचमार्क सेट करने के उद्देश्य से शुरू किया गया था। पहल वित्तीय निर्णयों में सुधार और एंटरप्राइज़ स्तर पर जोखिम प्रबंधन तकनीकों को उन्नत करने पर केंद्रित थी। यह जल्द ही IBM की एक सक्रिय क्वांटम कंप्यूटिंग सेवा प्रदाता शाखा में बदल गया, जो अपने नेटवर्क तक क्लाउड पर उद्यमों की पहुंच की अनुमति देता है। आज के व्यवसाय करने के तरीके को बदलने की दिशा में प्रेरित, IBM Q सक्रिय रूप से विभिन्न संगठनों और शैक्षणिक संस्थानों का समर्थन करता है जो क्वांटम कंप्यूटिंग को बढ़ावा देते हैं और अब दुनिया में मशीन लर्निंग और कम्प्यूटेशनल विश्लेषण का एक प्रमुख वकील है।

IBM Q सिस्टम वन: क्वांटम कंप्यूटिंग व्यवसाय में IBM की शक्तिशाली प्रविष्टि

जनवरी 2019 में, IBM ने पहली बार घोषणा की कि उसका नया IBM Q सिस्टम वन जल्द ही उद्यमों के लिए कम्प्यूटेशनल उपयोग के लिए उपलब्ध होगा और इसे अंततः इस महीने अनावरण किया गया, जिससे विभिन्न प्रौद्योगिकी शोधकर्ताओं और क्वांटम यांत्रिकी में विशेषज्ञों को आकर्षित किया गया। सिस्टम वन मूल Q का एक बड़ा अपग्रेड है, जो 5 क्यूबिट्स तक की जानकारी के विश्लेषण सेवाओं की पेशकश करता था। नया सिस्टम वन 20 क्यूबिट्स तक विश्लेषण सेवाओं की पेशकश करने में सक्षम होगा। सरल गणित में, यह अपने पूर्ववर्तियों की तुलना में पांच गुना अधिक जटिल समस्याओं को हल करने में सक्षम होगा। क्वांटम कंप्यूटिंग में नवीनतम खिलाड़ी ने पहले ही CERN और फर्मिलैब जैसे निगमों को संभावित ग्राहकों के रूप में प्राप्त कर लिया है जिन्होंने क्लाउड पर इसकी सेवाओं का उपयोग करने के लिए साइन अप किया है। नवीनतम इंजीनियर सिस्टम अपने पूर्ववर्ती की तुलना में तेज दर से रीसेट करने में सक्षम है और यदि इसका क्रायोस्टेट ठीक से बनाए रखा जाता है, तो यह एंटरप्राइज़ समस्याओं के लिए काफी व्यवहार्य समाधान प्रदान कर सकता है।

क्या IBM Q सिस्टम वन क्वांटम कंप्यूटिंग में एक बड़ी छलांग है?

इसे लॉन्च करते समय, IBM ने सिस्टम वन को "दुनिया का पहला पूरी तरह से एकीकृत" क्वांटम कंप्यूटर होने का दावा किया, जो निकट भविष्य में वित्तीय अर्थव्यवस्था और वैज्ञानिक विश्लेषण के पाठ्यक्रम को बदल सकता है। IBM का दावा है कि सिस्टम वन अनुसंधान के द्वार खोल सकता है जो सभी प्रकार की वैज्ञानिक खोज की ओर ले जाएगा और संसाधन अनुकूलन और एंटरप्राइज़ योजना के उच्च लक्ष्यों को प्राप्त करेगा। हालांकि, उस कथन पर अंतिम निर्णय तक पहुंचने से पहले बहुत चर्चा की आवश्यकता होगी। क्वांटम कंप्यूटिंग क्वांटम यांत्रिकी और क्वांटम एंटैंगलमेंट के नियमों पर निर्भर करती है। इन नियमों को वास्तव में प्रयोग में कभी सिद्ध नहीं किया गया है, यहां तक कि आइंस्टीन और श्रोडिंगर जैसे विज्ञान के पुरुषों द्वारा व्यापक शोध के बाद भी। विभिन्न सिद्धांत अभी भी क्वांटम यांत्रिकी की कई अवधारणाओं को अस्वीकार करते हैं और इसलिए, IBM संभवतः सिस्टम वन के साथ उन सभी को हल नहीं कर सका। दूसरा, जबकि IBM दावा करता है कि यह इसके साथ वाणिज्यिक कम्प्यूटेशनल विश्लेषण के पाठ्यक्रम को बदल देगा, यह इसे प्राप्त करने के लिए बस बहुत जटिल है। क्वांटम कंप्यूटर अभी तक केवल प्रयोगात्मक परिणाम उत्पन्न कर पाए हैं, और सिस्टम वन भी वही करेगा। वास्तविक जीवन औद्योगिक स्थितियों में उनका कार्यान्वयन वास्तव में संभव है या नहीं, यह लंबे विश्लेषण और सिद्धांत का विषय है।

हम सिस्टम वन के बारे में जो कह सकते हैं वह यह है कि यह निश्चित रूप से क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए शोध के क्षेत्र में एक बेंचमार्क होगा, और इसके प्रयोगात्मक परिणाम क्वांटम कंप्यूटिंग की नई क्षमताओं की खोज के लिए नए विचारों को खोलेंगे। एक समस्या हल करने वाले के बजाय, सिस्टम वन सबसे अधिक संभावना एक शोधकर्ता के रूप में कार्य करेगा जो हमें क्वांटम विश्लेषण के उपकरणों और तकनीकों को और विकसित करने में मदद करेगा और सफल संसाधन अनुकूलन, जोखिम विश्लेषण, और क्वांटम कंप्यूटिंग के माध्यम से रोग निदान प्राप्त करने के लिए आगे बढ़ेगा।

IBM Q सिस्टम वन अल्टीमेट मशीन क्यों नहीं हो सकती?

क्योंकि आज हमारे पास मौजूद तकनीक के साथ ऐसी मशीन को बनाए रखना अत्यधिक नाजुकता, देखभाल और सक्रिय निगरानी का मामला है। एक क्वांटम कंप्यूटर को -100 डिग्री सेल्सियस से भी कम ठंडे तापमान पर रखने की आवश्यकता होती है। क्यों? क्योंकि क्वांटम पार्टिकल्स मामूली उतार-चढ़ाव से भी विकृत हो जाते हैं और लगभग स्थिर अवस्था में विश्लेषण करने की आवश्यकता होती है। चूंकि सिस्टम वन केवल व्यावसायिक उपयोग के लिए लॉन्च किया गया है, हम नहीं जानते कि यह ऐसी विकृतियों से खुद को बनाए रखने में कितना सक्षम है। इसके अलावा, IBM अपने सभी संसाधनों को एक प्रयोगात्मक क्वांटम मशीन में निवेश करने की संभावना नहीं है, जिसका अर्थ है, इसकी निश्चित रूप से इसके साथ अन्य योजनाएं हैं। फिर अगला बड़ा सवाल विश्वसनीयता है। उचित परीक्षण के बिना, यहां तक कि IBM यह दावा नहीं कर सकता कि यह वाणिज्यिक उपयोग के लिए सौ प्रतिशत विश्वसनीय है। यही कारण है कि सिस्टम वन का प्रारंभिक उपयोग केवल प्रयोगात्मक होगा, बिना IBM की ओर से हस्ताक्षर करने वाले निगमों के लिए परिणामों की विश्वसनीयता के संबंध में किसी भी दायित्व के।

क्या क्वांटम कंप्यूटिंग IBM के वित्तीय भविष्य के लिए एक अच्छा कदम है?

एक ईमानदार राय में, 100 साल से अधिक पुरानी कंपनी के लिए, वित्तीय भविष्य उसके किसी चीज में उद्यम करने से पहले सबसे महत्वपूर्ण चिंता नहीं होगी। IBM ने IBM Q सिस्टम वन को अकेले नहीं बल्कि सभी प्रकार के अंतरराष्ट्रीय संगठनों के शोधकर्ताओं, वास्तुकला विशेषज्ञों, और डिजाइनरों की मदद से विकसित किया है। अगर इसने ऐसा किया है, तो यह निश्चित रूप से जानता है कि यह क्या कर रहा है और IBM Q सिस्टम वन की संभावित भविष्य के साथ क्या करने की आवश्यकता है। IBM जानता है कि क्वांटम कंप्यूटिंग और भविष्य में ऐसी सेवाओं के व्यावसायीकरण से उसे क्या मिल सकता है। कंपनी हाल ही में अपने ट्रेंडिंग तकनीकी उत्पादों और सेवाओं जैसे मोबाइल तकनीक और वेब सेवाओं के माध्यम से बिक्री आकर्षित करने में विफल रही है। इस सब के बीच, एक प्रयोगात्मक तकनीक में शोध, ज्ञान, धन, और भविष्य के दांव लगाना IBM के लिए ट्रायल एंड एरर नहीं हो सकता। IBM पहले से ही वाणिज्यिक सौदों में लाखों या बल्कि अरबों कमाता है, और एकीकृत कृत्रिम-बुद्धिमत्ता की क्षमता वाला क्वांटम कंप्यूटिंग IBM की लाभ-निर्माण रणनीति का रास्ता बदल सकता है।

क्या कोई जोखिम जुड़ा हुआ है?

जब कोई ऐसी शक्तिशाली तकनीक से निपटता है, तो ऐसे परिणाम होते हैं जिन पर विचार किया जाना चाहिए। जैसा कि पहले चर्चा की गई है, प्रयोगात्मक से कार्यान्वयन योग्य क्वांटम कंप्यूटिंग में एक सफल संक्रमण IBM को अन्य निगमों पर एकाधिकार देगा और इसे बड़े उद्यमों के आंतरिक घेरे में और शायद हमारे व्यक्तिगत जीवन में डाल देगा। इसके अलावा, AI-एकीकरण के मामले में, इतने बड़ी मात्रा में डेटा को एक सेल्फ-लर्निंग और सेल्फ-एनालाइज़िंग मशीन के अधीन करना न केवल एक जोखिम है बल्कि संभावित खतरे का मामला है। साथ ही, क्वांटम कंप्यूटिंग क्रिप्टोग्राफी तकनीकों को भेदने में सक्षम हो सकती है, जिसका उपयोग साइबर हमलों को रोकने और सुरक्षित संचार प्रदान करने के लिए किया जा सकता है। लेकिन, अगर उल्टे उपयोग किया जाता है, तो इसका उपयोग सरकारी निकायों और कॉर्पोरेट शोध की एन्क्रिप्टेड फाइलों को भेदने के लिए किया जा सकता है। तो, अगर IBM सफल होता है, तो हम कभी नहीं जानते कि हम वैज्ञानिक और एंटरप्राइज़ उपलब्धियों के बहाने क्या खो देते हैं।

यह कहना बहुत जल्दी है कि IBM Q सिस्टम वन के साथ क्या संभवतः कर सकता है, लेकिन किसी को ध्यान में रखना चाहिए कि सफलता और प्रगति के साथ ऐसी तकनीकी शक्ति क्या परिणाम ला सकती है। इसके अलावा, क्लासिक कंप्यूटर के उपयोग को कम्प्यूटेशनल विश्लेषण के लिए पूरी तरह से छोड़ने में कुछ और समय लगेगा क्योंकि हर उद्यम क्वांटम कंप्यूटिंग सेवाओं का विकल्प नहीं चुन सकता। अभी के लिए, IBM क्वांटम कंप्यूटिंग व्यवसाय को लाभप्रद रूप से बनाए रखने वाला पहला निगम बन सकता है। क्या Q सिस्टम वन के प्रयोग उत्पादकता के नए द्वार खोलेंगे या मशीन बुद्धिमत्ता और प्रौद्योगिकी के अंतिम विस्फोट के जोखिम लाएंगे?