कंप्यूटर, जितने सरल लगते हैं, समस्याओं और समीकरणों को जांचने की उनकी क्षमता और गति मानव मस्तिष्क द्वारा प्राप्त नहीं की जा सकती है। एक कंप्यूटर, जैसा कि कोई सोच सकता है, केवल एक ऐसा माध्यम नहीं है जो आपको कई प्रकार के एप्लिकेशन प्रदान करता है, बल्कि, बस, एक कैलकुलेटर है। आप कंप्यूटर को कमांड देते हैं, यह उस कमांड को प्रोसेसिंग यूनिट में फीड करता है। जो आपको वांछित परिणाम देने से पहले लोड, संसाधित और कैलिब्रेट किया जाता है। जबकि कंप्यूटर निश्चित रूप से मानव आदेशों पर चलता है, एक कमांड को संसाधित करने की क्षमता, और मैन्युअल त्रुटि के अवसर के बिना इसे कैलिब्रेट करने की क्षमता एक मशीन को हमसे अधिक कुशल बनाती है। जबकि क्लासिक कंप्यूटरों ने हमें लंबे समय तक वास्तविक जीवन की गणना में मदद करना जारी रखा है, तकनीकी प्रगति और एक तकनीक-आधारित विश्व समाज के निर्माण की आवश्यकता ने विशेषज्ञता के विभिन्न क्षेत्रों में हमारी कम्प्यूटेशनल समस्याओं के अधिक उन्नत समाधानों के लिए आवश्यकताओं को बढ़ा दिया है। और चूंकि क्लासिक कंप्यूटर के लिए इन समस्याओं को कैलिब्रेट करना बहुत कठिन है, इसलिए शोधकर्ताओं ने क्वांटम कंप्यूटिंग की ओर रुख किया है।
अमेरिकी कंप्यूटर सिस्टम निर्माता आईबीएम ने हाल ही में अनावरण किया कि वह "दुनिया की पहली एकीकृत क्वांटम कंप्यूटिंग मशीन" होने का दावा करता है, जिसे आईबीएम क्यू सिस्टम वन कहा जाता है। क्यू सिस्टम वन क्या है? इसके साथ आईबीएम का क्या दांव पर है? कंप्यूटिंग सिस्टम के भविष्य के लिए इसका क्या अर्थ हो सकता है? आइए इसे "बिट-बाय-बिट" लें।
संक्षेप में क्वांटम कंप्यूटिंग
तो, आपने स्कूल में सभी बाइनरी नंबर सीखे हैं, है ना? कंप्यूटर किस भाषा को समझते हैं? कोई घंटी बजा रहा है? एक क्लासिक कंप्यूटर शब्द-लिखित कमांड को स्वीकार या समझता नहीं है। आप कंप्यूटर पर जो कुछ भी करते हैं वह उसकी मेमोरी में बाइनरी इकाइयों के रूप में जानकारी के एक टुकड़े के रूप में संग्रहीत होता है, जिसमें सिर्फ 0s और 1s शामिल होते हैं। तो, एक क्लासिक कंप्यूटर बाइनरी में सभी गणना करता है। चूंकि एक बाइनरी इकाई या तो 0 या 1 हो सकती है, कम्प्यूटेशनल जटिलता की पहुंच जिसे कंप्यूटर संभाल सकता है या स्वीकार कर सकता है, वह भी सीमित है। एक विशिष्ट सीमा और जटिलता से ऊपर की जानकारी को संसाधित करने और संग्रहीत करने के लिए अपने एल्गोरिदम की सीमाओं के कारण हमेशा ऐसे बेंचमार्क होते हैं जिन्हें कंप्यूटर प्राप्त नहीं कर सकता है।
यहीं से क्वांटम कंप्यूटिंग आती है। क्वांटम कंप्यूटिंग क्वांटम यांत्रिकी के नियमों पर काम करती है, जहां विज्ञान का अध्ययन कण मामलों के लिए किया जाता है जो आकार और पैमाने में बहुत छोटे होते हैं, वास्तव में, एक परमाणु से छोटे होते हैं। ऐसे कणों को उपपरमाण्विक कण या क्वांटम कण कहा जाता है। अब, आइए विचार करें कि ये उप-परमाणु कण कंप्यूटर बिट हैं। क्वांटम कंप्यूटिंग में, कंप्यूटर द्वारा प्राप्त जानकारी को और अधिक जटिल और छोटे बिट्स में हेरफेर किया जा सकता है।
यह क्वांटम उलझाव नामक एक घटना द्वारा किया जा सकता है; जानकारी के जुड़े, जोड़े या समूहीकृत बिट्स बनाने के लिए एक दूसरे पर बाइनरी बिट्स का सुपरइम्पोजिशन। युग्मित बिट्स अंशांकन के लिए अधिक जटिल और जटिल जानकारी को संसाधित करते हैं, क्योंकि वे बाइनरी रूपों के विपरीत, एक से अधिक एकल अवस्था में मौजूद हो सकते हैं। एक दूसरे के गुणों पर निर्भर एक साथ उलझे हुए इन बिट्स को क्वैबिट कहा जाता है।
क्वांटम कंप्यूटिंग मूल रूप से कंप्यूटर के अध्ययन को छोटे पैमाने पर ले जाता है। क्वांटम अवस्था में बाइनरी बिट्स 0 और 1 की एक जोड़ी आरोपित होने पर चार सन्निहित अवस्थाएँ बना सकती है। इसी तरह, आठ अलग-अलग राज्यों में 0 और 1 के तीन क्वाइब जोड़े जा सकते हैं। अब उनमें से सैकड़ों की कल्पना करो; यह आपको ऐसे जोड़े देगा जो ब्रह्मांड में कणों की संख्या से अधिक होंगे। वह क्वांटम गणना की सीमा है।
क्वांटम कंप्यूटिंग हमें क्या पेशकश कर सकती है?
हम हमेशा शेयर बाजार, खेल, विश्व या राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था, चिकित्सा अनुसंधान और मौसम के संबंध में कई अनुमान 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? संगणना। आने वाले डेटा और गणितीय एल्गोरिदम पर जानकारी चलाने वाले सॉफ़्टवेयर और कंप्यूटर मशीन यह निर्धारित करने या अनुमान लगाने के लिए कि उस विशेष क्षेत्र का भविष्य कैसा दिख सकता है।
समुद्री धाराओं के आंकड़े निर्धारित करते हैं कि हम कल किस मौसम की उम्मीद कर सकते हैं। अस्पतालों में एमआरआई डॉक्टरों को मरीज के लिए सबसे अच्छा इलाज खोजने की अनुमति देता है। व्यापारिक समूहों के वर्तमान निर्णय वित्तीय विश्लेषकों को शेयर चार्ट में हेरफेर करने और कल की अर्थव्यवस्था के आकार को बदलने की अनुमति देते हैं। हालाँकि, फिर भी, कई जटिल कम्प्यूटेशनल समस्याएं हैं जो पृथ्वी पर किसी भी क्लासिक कंप्यूटर या मस्तिष्क शक्ति की समझ से बहुत परे हैं। क्वांटम कंप्यूटिंग एक उच्च अंत अपग्रेड हो सकता है जिसे हम कम्प्यूटेशनल विश्लेषण के बारे में जानते हैं। मौसम और वित्तीय स्थिति जितनी जल्दी हमें उनके परिणामों का सामना करना पड़े, उतनी जल्दी उपलब्ध होगी।
डॉक्टर और सर्जन नई खोज करने और औषधीय प्रशासन को हमेशा के लिए बदलने में सक्षम होंगे। हम सभी संसाधनों का अनुकूलन करने और कचरे को पूरी तरह से हटाने में सक्षम होंगे; गणना और एल्गोरिदम में मैनुअल त्रुटियां मौजूद नहीं रहेंगी; और इसके अलावा, हम प्रकृति की घटना और उसकी घटना को डीकोड करने में सक्षम हो सकते हैं, क्योंकि प्रकृति स्वयं उप-परमाणु कणों के गुणों पर चलती है।
क्यों कंप्यूटर निर्माताओं ने क्वांटम कंप्यूटिंग में कदम रखा?
खैर, एक कारण एकाधिकार स्थापित करने और दुनिया की तकनीक पर हावी होने की होड़ हो सकती है। जिस तकनीक पर निर्भर समाज में हम रहते हैं, हमने पहले ही अपने बारे में बहुत सारी व्यक्तिगत जानकारी शीर्ष तकनीकी निगमों और राज्य द्वारा वित्त पोषित तकनीकी परियोजनाओं को दे दी है। जो ऐसी तकनीक चलाता है वह व्यावहारिक रूप से दुनिया पर हावी है। आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस के बाद भविष्य की तकनीकों में क्वांटम कंप्यूटिंग अगली बड़ी चीज है। निगम जो सर्वोत्तम क्वांटम विश्लेषण और कंप्यूटिंग की पेशकश करेगा, उसके पास काम के विभिन्न क्षेत्रों के संबंध में सभी प्रकार के कॉर्पोरेट, सरकार और व्यक्तिगत डेटा तक पहुंच होगी। जो कोई भी उस जानकारी का मालिक है, उसके पास अपने लिए सर्वोत्तम निर्णय लेने की शक्ति होगी और चाहे कुछ भी हो, वह हमेशा शीर्ष पर रहेगा।
अन्य पैसा कमाने के लिए हो सकता है। प्रत्येक निगम वाणिज्यिक और उद्यम उपयोग के लिए क्वांटम कंप्यूटिंग सेवाएं प्रदान नहीं करता है, और उनमें से कुछ मुट्ठी भर से भी कम एक ऐसे चरण में पहुंच गए हैं जहां वे वास्तव में प्रयोगात्मक क्वांटम कंप्यूटिंग कर सकते हैं। इसलिए, यदि कोई ऐसी परियोजना विकसित कर सकता है, तो निवेशकों और अन्य लोगों का धन के साथ स्वागत करना निश्चित है। एक अन्य कारण समांतरता में अनुसंधान और बाहरी अंतरिक्ष की सीमाओं का उल्लंघन हो सकता है। किसी पागल वैज्ञानिक की दृष्टि की तरह लगता है, लेकिन अगर क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांत और सिद्धांत, सैद्धांतिक रूप से अंतरिक्ष शोधकर्ताओं और बाकी दुनिया के लिए अज्ञात बाहरी अंतरिक्ष की अवधारणाओं को सीखने और हल करने की संभावना रखते 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 प्रत्येक खिलाड़ी को इस शोध और तकनीकी उपलब्धि से क्या चाहिए, इसके बारे में बहुत विशिष्ट होना चाहिए।
आईबीएम और क्वांटम कंप्यूटिंग में इसका अनुसंधान
क्वांटम कंप्यूटिंग में आईबीएम का पहला उद्यम 2016 में वापस आया था जब उसने आईबीएम इनिशिएटिव क्यू लॉन्च किया था, जो एक उद्योग स्तर की पहल है जिसका उद्देश्य व्यवसाय और विज्ञान के क्षेत्र में विभिन्न निगमों की कम्प्यूटेशनल विश्लेषण क्षमताओं में सुधार करना है। आईबीएम क्यू को त्रुटि मुक्त निदान और विश्लेषण द्वारा संसाधन अनुकूलन प्राप्त करने और मशीन सीखने के लिए नए मानक स्थापित करने के उद्देश्य से शुरू किया गया था। यह पहल वित्तीय निर्णयों में सुधार लाने और उद्यम स्तरों पर जोखिम प्रबंधन तकनीकों को उन्नत करने पर केंद्रित है। इसने जल्द ही खुद को आईबीएम की एक सक्रिय क्वांटम कंप्यूटिंग सेवा प्रदाता शाखा में बदल दिया, जिससे इसके नेटवर्क को क्लाउड पर उद्यमों तक पहुंच की अनुमति मिल गई। आज के कारोबार के तरीके को बदलने के लिए प्रेरित, आईबीएम क्यू क्वांटम कंप्यूटिंग को बढ़ावा देने वाले विभिन्न संगठनों और शैक्षणिक संस्थानों का सक्रिय रूप से समर्थन करता है और अब दुनिया में मशीन लर्निंग और कम्प्यूटेशनल विश्लेषण का एक प्रमुख समर्थक है।
आईबीएम क्यू सिस्टम वन:क्वांटम कंप्यूटिंग व्यवसाय में आईबीएम का शक्तिशाली प्रवेश
जनवरी 2019 में, आईबीएम ने पहली बार घोषणा की कि उसका नया आईबीएम क्यू सिस्टम वन जल्द ही उद्यमों के लिए कम्प्यूटेशनल उपयोग के लिए उपलब्ध होगा और क्वांटम यांत्रिकी में विभिन्न प्रौद्योगिकी शोधकर्ताओं और विशेषज्ञों को आकर्षित करते हुए अंततः इस महीने इसका अनावरण किया गया। सिस्टम वन मूल क्यू का एक बड़ा अपग्रेड है, जिसने 5 क्विट तक की जानकारी के विश्लेषण की सेवाएं प्रदान की हैं। नया सिस्टम वन 20 क्विट तक विश्लेषण सेवाएं देने में सक्षम होगा। सरल गणित में, यह अपने पूर्ववर्तियों की तुलना में पांच गुना अधिक जटिल समस्याओं की गणना करने में सक्षम होगा। क्वांटम कंप्यूटिंग में नवीनतम खिलाड़ी को पहले से ही सीईआरएन और फर्मिलैब जैसे निगम संभावित ग्राहकों के रूप में मिल चुके हैं जिन्होंने क्लाउड पर अपनी सेवाओं का उपयोग करने के लिए साइन अप किया है। नया इंजीनियर सिस्टम अपने पूर्ववर्ती की तुलना में तेज दर पर रीसेट करने में सक्षम है और अगर इसके क्रायोस्टेट को ठीक से बनाए रखा जाता है, तो यह उद्यम की समस्याओं के लिए काफी व्यवहार्य समाधान पेश कर सकता है।
क्या IBM Q System One क्वांटम कंप्यूटिंग में एक बड़ी छलांग है?
इसे लॉन्च करते समय, आईबीएम 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। आईबीएम का दावा है कि सिस्टम वन अनुसंधान के दरवाजे खोल सकता है जिससे सभी प्रकार की वैज्ञानिक खोज हो सकेगी और संसाधन अनुकूलन और उद्यम योजना के उच्च लक्ष्य प्राप्त होंगे। हालांकि, आईबीएम के नवीनतम आविष्कार की क्षमताओं पर अंतिम निर्णय तक पहुंचने से पहले उस कथन के लिए बहुत सी चर्चाओं की आवश्यकता होगी। क्वांटम कंप्यूटिंग क्वांटम यांत्रिकी और क्वांटम उलझाव के नियमों पर निर्भर करता है। आइंस्टीन और श्रोडिंगर जैसे विज्ञान के पुरुषों के व्यापक शोध के बाद भी ये कानून कभी भी प्रयोग में साबित नहीं हुए हैं। विभिन्न सिद्धांत अभी भी क्वांटम यांत्रिकी की बहुत सारी अवधारणाओं की अवहेलना करते हैं और इसलिए, आईबीएम संभवतः इसे सिस्टम वन के साथ हल नहीं कर सका। दूसरे, जबकि आईबीएम का दावा है कि यह इसके साथ वाणिज्यिक कम्प्यूटेशनल विश्लेषण के पाठ्यक्रम को बदल देगा, इसे हासिल करना बहुत जटिल है। क्वांटम कंप्यूटरों ने अभी तक केवल प्रयोगात्मक परिणाम दिए हैं, और सिस्टम वन भी ऐसा ही करेगा। वास्तविक जीवन की औद्योगिक स्थितियों में उनका कार्यान्वयन वास्तव में संभव है या नहीं यह लंबे विश्लेषण और सिद्धांत का विषय है।
सिस्टम वन के बारे में हम यह कह सकते हैं कि यह निश्चित रूप से क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए अनुसंधान के क्षेत्र में एक बेंचमार्क होगा, और इसके प्रयोगात्मक परिणाम क्वांटम कंप्यूटिंग की नई क्षमताओं की खोज के लिए नए विचार खोलेंगे। समस्या समाधानकर्ता होने के बजाय, सिस्टम वन के एक शोधकर्ता के रूप में कार्य करने की सबसे अधिक संभावना है जो क्वांटम विश्लेषण के उपकरणों और तकनीकों को और विकसित करने में हमारी मदद करेगा और क्वांटम कंप्यूटिंग के माध्यम से सफल संसाधन अनुकूलन, जोखिम विश्लेषण और रोग निदान प्राप्त करने के लिए आगे बढ़ेगा।
आईबीएम क्यू सिस्टम वन अल्टीमेट मशीन क्यों नहीं हो सकता है?
क्योंकि आज हम जिस तकनीक को संरक्षित करते हैं, उसके साथ उस तरह की मशीन को बनाए रखना अत्यंत नाजुकता, देखभाल और सक्रिय निगरानी का विषय है। एक क्वांटम कंप्यूटर को -100 डिग्री सेल्सियस से नीचे के ठंडे तापमान पर रखने की आवश्यकता होती है। क्यों? क्योंकि क्वांटम कण थोड़े से उतार-चढ़ाव से भी विकृत हो जाते हैं और लगभग स्थिर अवस्था में उनका विश्लेषण करना आवश्यक होता है। चूंकि सिस्टम वन को अभी व्यावसायिक उपयोग के लिए लॉन्च किया गया है, हम नहीं जानते कि यह इस तरह की विकृतियों से खुद को बनाए रखने में कितना सक्षम है। इसके अलावा, आईबीएम कम से कम एक प्रयोगात्मक क्वांटम मशीन में निवेश करने की संभावना रखता है, जिसका अर्थ है कि इसके साथ निश्चित रूप से अन्य योजनाएं हैं। फिर अगला बड़ा सवाल विश्वसनीयता का है। उचित परीक्षण के बिना, आईबीएम भी यह दावा नहीं कर सकता कि यह व्यावसायिक उपयोग के लिए सौ प्रतिशत विश्वसनीय है। यही कारण है कि सिस्टम वन का प्रारंभिक उपयोग केवल प्रयोगात्मक होने जा रहा है, परिणामों की विश्वसनीयता के संबंध में आईबीएम से हस्ताक्षर करने वाले निगमों के किसी भी दायित्व के बिना।
क्या IBM के वित्तीय भविष्य के लिए क्वांटम कंप्यूटिंग एक अच्छा कदम है?
एक ईमानदार राय में, 100 साल से अधिक पुरानी कंपनी के लिए, वित्तीय भविष्य किसी चीज में उद्यम करने से पहले सबसे महत्वपूर्ण चिंता का विषय नहीं होगा। आईबीएम ने आईबीएम क्यू सिस्टम वन को अकेले नहीं बल्कि सभी प्रकार के अंतरराष्ट्रीय संगठनों के शोधकर्ताओं, वास्तुकला विशेषज्ञों और डिजाइनरों की मदद से विकसित किया है। यदि उसने ऐसा किया है, तो वह निश्चित रूप से जानता है कि वह क्या कर रहा है और आईबीएम क्यू सिस्टम वन के संभावित भविष्य के साथ उसे क्या करने की आवश्यकता है। आईबीएम जानता है कि भविष्य में ऐसी सेवाओं का क्वांटम कंप्यूटिंग और व्यावसायीकरण क्या ला सकता है। कंपनी हाल ही में अपने ट्रेंडिंग तकनीकी उत्पादों और सेवाओं जैसे मोबाइल प्रौद्योगिकी और वेब सेवाओं के माध्यम से बिक्री को आकर्षित करने में विफल रही है। इस सब के बीच, एक प्रयोगात्मक तकनीक में अनुसंधान, ज्ञान, धन और भविष्य के दांव का निवेश आईबीएम के लिए एक परीक्षण और त्रुटि नहीं हो सकता है। आईबीएम पहले से ही वाणिज्यिक सौदों में लाखों या अरबों कमाता है, और एकीकृत कृत्रिम-खुफिया की क्षमता के साथ क्वांटम कंप्यूटिंग आईबीएम की लाभ कमाने की रणनीति के पाठ्यक्रम को बदल सकती है।
क्या कोई जोखिम जुड़ा है?
जब कोई ऐसी संचालित तकनीक से निपटता है, तो ऐसे परिणाम होते हैं जिन पर विचार किया जाना चाहिए। जैसा कि पहले ही चर्चा की जा चुकी है, प्रायोगिक से कार्यान्वयन योग्य क्वांटम कंप्यूटिंग में एक सफल संक्रमण आईबीएम को अन्य निगमों पर एकाधिकार देगा और इसे बड़े उद्यमों और शायद हमारे व्यक्तिगत जीवन के आंतरिक घेरे में डाल देगा। इसके अलावा, एआई-एकीकरण के मामले में, इतनी बड़ी मात्रा में डेटा को सेल्फ-लर्निंग और सेल्फ-एनालिसिस मशीन के अधीन करना न केवल एक जोखिम है, बल्कि संभावित खतरे का मामला है। इसके अलावा, क्वांटम कंप्यूटिंग क्रिप्टोग्राफी तकनीकों का उल्लंघन करने में सक्षम हो सकती है, जिसका उपयोग साइबर हमलों को रोकने और सुरक्षित संचार प्रदान करने के लिए किया जा सकता है। लेकिन, यदि इसका उल्टा उपयोग किया जाता है, तो इसका उपयोग सरकारी निकायों और कॉर्पोरेट अनुसंधान की एन्क्रिप्टेड फ़ाइलों को भंग करने के लिए किया जा सकता है। इसलिए, अगर आईबीएम सफल हो जाता है, तो हम कभी नहीं जानते कि वैज्ञानिक और उद्यम की उपलब्धियों को हासिल करने के बहाने हम क्या खो देते हैं।
यह कहना जल्दबाजी होगी कि आईबीएम क्यू सिस्टम वन के साथ क्या कर सकता है, लेकिन किसी को यह ध्यान रखना चाहिए कि ऐसी तकनीकी शक्ति सफलता और प्रगति के साथ क्या परिणाम ला सकती है। इसके अलावा, कम्प्यूटेशनल विश्लेषण के लिए क्लासिक कंप्यूटरों के उपयोग को पूरी तरह से बंद करने में कुछ और समय लगेगा क्योंकि हर उद्यम क्वांटम कंप्यूटिंग सेवाओं का विकल्प नहीं चुन सकता है। अभी के लिए, आईबीएम एक लाभदायक क्वांटम कंप्यूटिंग व्यवसाय को बनाए रखने वाला पहला निगम बन सकता है। क्या क्यू सिस्टम वन के प्रयोग उत्पादकता के नए दरवाजे खोलेंगे या मशीन इंटेलिजेंस और प्रौद्योगिकी के अंतिम विस्फोट के जोखिम लाएंगे?