क्वांटम कंप्यूटर आखिरकार बाजार में कब आएंगे?

क्वांटम कंप्यूटिंग को लेकर इतने उत्साह के साथ - जिसमें एक भी शामिल है नया £2.5 बिलियन, दशक भर चलने वाला यूके कार्यक्रम - हम यह अनुमान लगाने का प्रयास कैसे कर सकते हैं कि भविष्य क्या लाएगा? आरंभ करने के लिए एक स्थान 1995 में तैयार किया गया एक ग्राफ है जैकी फेनअमेरिकी तकनीकी सलाहकार गार्टनर इंक. के एक विश्लेषक, जिसे अब "गार्टनर प्रचार चक्र" के रूप में जाना जाता है, यह दर्शाता है कि समय के साथ किसी विशेष तकनीक को लेकर उम्मीदें कैसे विकसित होती हैं। स्वयं कुछ प्रौद्योगिकी चक्रों से गुज़रने के बाद, मैं सुरक्षित रूप से कह सकता हूँ कि ग्राफ़ काफी सटीक है।

हम हमेशा एक "प्रौद्योगिकी ट्रिगर" के साथ शुरुआत करते हैं, जब हर कोई नोटिस करता है कि कुछ बड़ा हो रहा है। ब्याज तेजी से बढ़ता है और पैसा आना शुरू हो जाता है। उत्साह तब तक बढ़ता है जब तक हम "बढ़ी हुई उम्मीदों के चरम" पर नहीं पहुंच जाते। तब रुचि कम होने लगती है जब तक कि हम "मोहभंग के गर्त" में नहीं पहुंच जाते क्योंकि लोगों को एहसास होता है कि चीजें कल्पना से कहीं अधिक कठिन और पेचीदा हैं। बाद में, गतिविधि "ज्ञान की ढलान" के माध्यम से फिर से शुरू हो जाती है जब तक कि हम "उत्पादकता के पठार" तक नहीं पहुंच जाते, जहां कंपनियां - अंततः - महसूस करती हैं कि क्या काम करता है और जानें कि ग्राहक क्या चाहते हैं।

गार्टनर प्रचार चक्र हमें बताता है कि क्वांटम कंप्यूटिंग में बहुत सारे विजेता होंगे लेकिन बहुत सारे हारे हुए भी होंगे। कुछ फर्मों का पैसा खत्म हो जाएगा क्योंकि उन्होंने ऐसे दृष्टिकोण अपनाए हैं जिन्हें बाजार के विस्तार के साथ-साथ बढ़ाया नहीं जा सकता है या खराब निष्पादन, खराब समय या प्रबंधन की गलतियों के कारण। हालाँकि, अभी, क्वांटम कंप्यूटिंग में बहुत सारा पैसा खर्च हो रहा है से अनुमान क्वांटम इनसाइडर 3.2 में यह आंकड़ा £2022 बिलियन है।

कुछ कंपनियों को उत्पाद के ऑर्डर भी मिल रहे हैं। वे सम्मिलित करते हैं यूनिवर्सल क्वांटम, जो प्राप्त हुआ है एक € 67m अनुबंध जर्मन एयरोस्पेस सेंटर के साथ। वहाँ भी ओआरसीए कंप्यूटिंग, जो जीता एक बिजनेस-स्टार्ट अप पुरस्कार 2020 में इंस्टीट्यूट ऑफ फिजिक्स से और अब यूके के रक्षा मंत्रालय और इज़राइल क्वांटम कंप्यूटिंग सेंटर से इसके ORCA PT-1 डिवाइस के लिए ऑर्डर मिला है। ORCA की मशीन अपनी तरह की पहली मशीन है जो कमरे के तापमान पर भी काम कर सकती है।

कई संभावित ग्राहक क्वांटम कंप्यूटर के लाभों को तब तक नहीं समझेंगे जब तक कि वे कार्य प्रणाली को अपनी समस्याओं का समाधान नहीं देख लेते

लेकिन जैसा कि ओआरसीए बॉस रिचर्ड मरे ने ठीक ही बताया है हाल ही में फ़ोर्ब्स लेखचुनौती यह है कि क्वांटम कंप्यूटर का सबसे अच्छा उपयोग किस लिए किया जा सकता है। किसी भी नई तकनीक की तरह, इसका कोई आसान उत्तर नहीं है, कई संभावित ग्राहक तब तक लाभ नहीं समझते हैं जब तक कि वे कार्य प्रणाली को अपनी समस्याओं का समाधान नहीं कर लेते। हालाँकि, यह कहना सुरक्षित है कि क्वांटम कंप्यूटर कुछ ऐसी समस्याओं से निपटने में विशेष रूप से अच्छे होंगे जिन्हें हल करना शास्त्रीय कंप्यूटरों के लिए मुश्किल या असंभव भी है।

सबसे प्रसिद्ध अनुप्रयोगों में से एक है शोर एल्गोरिथ्म, जो शास्त्रीय एल्गोरिदम की तुलना में बड़ी संख्याओं को तेजी से गुणनखंडित कर सकता है। दरअसल, यूएस नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड्स एंड टेक्नोलॉजी (एनआईएसटी) ने पहले ही कहा है कि क्वांटम कंप्यूटर, 2029 तक, मौजूदा सार्वजनिक-कुंजी बुनियादी ढांचे को तोड़ने में सक्षम होंगे 128-बिट एईएस एन्क्रिप्शन, जिसका उपयोग वर्तमान में इंटरनेट पर भेजी गई संवेदनशील जानकारी को सुरक्षित रखने के लिए किया जाता है।

यह एप्लिकेशन बाज़ार और बड़ी मशीनों की आवश्यकता को बढ़ा रहा है 10,000 क्वांटम बिट्स (क्विबिट्स) या अधिक. इनका उपयोग ज्यादातर खुफिया ऑपरेशनों के लिए उन डेटा को डिक्रिप्ट करने के लिए किया जाएगा जो अपेक्षाकृत कम मात्रा में एन्क्रिप्शन के साथ संग्रहीत किए गए हैं (हालांकि, विडंबना यह है कि ऐसा डेटा संभवतः पुराना होगा और उतना मूल्यवान नहीं होगा)। इसलिए यदि क्वांटम कंप्यूटर वास्तविकता बन जाते हैं, तो एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम को क्रैक करने की उनकी क्षमता इंटरनेट की सुरक्षा से समझौता करेगी और वैश्विक सुरक्षा को नुकसान पहुंचाएगी।

यह एक ऐसा मुद्दा है जिसे कई सरकारों और संगठनों ने मान्यता दी है एनआईएसटी स्वयं, जिसने नया विकसित करने के लिए एक कार्यक्रम शुरू किया है "पोस्ट-क्वांटम" क्रिप्टोग्राफी मानक जो क्वांटम कंप्यूटरों के हमलों के प्रति प्रतिरोधी होगा। ये नए मानक सुरक्षित होने के लिए डिज़ाइन किए जाएंगे, भले ही किसी हमलावर के पास क्वांटम कंप्यूटर हो।

इसे काम करने लायक बनाओ

शेड्यूलिंग, रूटिंग और लॉजिस्टिक्स जैसी जटिल "अनुकूलन" समस्याओं को हल करने के लिए विशेष एल्गोरिदम का उपयोग करने में शक्तिशाली, लागत प्रभावी क्वांटम कंप्यूटर भी बहुत अच्छे होंगे। इनमें बहुत सारी संभावनाओं में से इष्टतम समाधान की तलाश करना शामिल है - सबसे प्रसिद्ध है "यात्रा-विक्रेता समस्या", जिसके लिए विभिन्न शहरों के बीच सबसे छोटा संभव मार्ग खोजने की आवश्यकता होती है ताकि घर लौटने से पहले प्रत्येक शहर का कम से कम एक बार दौरा किया जा सके। अमेज़ॅन, फेडेक्स और यूपीएस जैसी कंपनियां, जो डिलीवरी और लॉजिस्टिक्स पर ध्यान केंद्रित करती हैं, निश्चित रूप से क्वांटम तकनीक में आना चाहेंगी।

एक और रोमांचक एप्लिकेशन में क्वांटम सिस्टम का अनुकरण शामिल होगा, जो कि एक शास्त्रीय डिवाइस के साथ करना मुश्किल है। इसलिए क्वांटम कंप्यूटर क्वांटम रसायन विज्ञान के लिए बिल्कुल उपयुक्त होंगे, जिसमें अणुओं के व्यवहार और रासायनिक प्रतिक्रियाओं का अनुकरण करना शामिल है। मैं नई दवाएं विकसित करने वाली फार्मास्युटिकल कंपनियों, नई प्रकार की बैटरी बनाने वाले निर्माताओं या नई सामग्री बनाने वाली कंपनियों के लिए एक विशाल संभावित बाजार की कल्पना कर सकता हूं।

तो फिर वहाँ है मशीन लर्निंग और कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई). क्वांटम कंप्यूटर को मशीन-लर्निंग एल्गोरिदम में सुधार करने में सक्षम होना चाहिए - संभवतः काफी नाटकीय रूप से - तेज और अधिक कुशल अनुकूलन दिनचर्या प्रदान करके या नए मॉडल और आर्किटेक्चर की खोज करके। यह एक बड़ा नया बाजार हो सकता है, लेकिन यह क्वांटम-टेक क्षेत्र पर व्यावहारिक, बड़े पैमाने पर क्वांटम कंप्यूटर बनाने और एल्गोरिदम और एप्लिकेशन विकसित करने पर निर्भर करेगा जो उनकी अद्वितीय क्षमताओं का लाभ उठा सकते हैं।

क्वांटम पारिस्थितिकी तंत्र का लोकतंत्रीकरण: एक स्केलेबल क्वांटम कंप्यूटर की ओर मार्ग पर माइक्रोसॉफ्ट का क्रिस्टा स्वोर

वास्तव में, क्वांटम हार्डवेयर स्तर पर कई दृष्टिकोण काम में आते हैं। जैसा कि मैंने बताया है, Google, IBM, Orca, Rigetti और ​​यूनिवर्सल क्वांटम जैसी कंपनियां पहले से ही क्वैबिट की बढ़ती संख्या के साथ क्वांटम प्रोसेसर विकसित कर रही हैं। नए प्रकार के क्वबिट विकसित करने पर बहुत सारे शोध हुए हैं, जैसे कि टोपोलॉजिकल क्वबिट, जो शोर और त्रुटियों के प्रति अधिक प्रतिरोधी हैं। लेकिन यह स्पष्ट नहीं है कि वे जीतेंगे या सुपरकंडक्टिंग क्वैबिट, आयन-ट्रैप, सिलिकॉन या ऑप्टिकल क्वैबिट प्रबल होंगे।

हमें इन सभी हार्डवेयर विकल्पों के लिए ऑपरेटिंग सिस्टम भी विकसित करना होगा, जबकि एल्गोरिदम का निर्माण और परीक्षण भी करना होगा। वास्तव में, संभावित ग्राहकों को क्वांटम कंप्यूटर के लागत-लाभ को पूरी तरह से समझने में कई साल लगेंगे - यदि दशकों नहीं -। यदि एक शास्त्रीय कंप्यूटर भी उतना ही अच्छा काम कर सकता है तो नए क्वांटम कंप्यूटर पर पैसा क्यों खर्च करें?

क्वांटम कंप्यूटरों को लेकर अनिश्चितता तभी दूर होगी जब कोई 10,000 क्यूबिट या उससे अधिक के साथ एक स्केलेबल, किफायती हार्डवेयर प्लेटफॉर्म बेचना शुरू करेगा।

निश्चित रूप से, क्वांटम कंप्यूटर के कुछ शुरुआती अनुप्रयोग बाजार में पहुंचेंगे, लेकिन इन मशीनों के बारे में अनिश्चितता तभी दूर होगी जब कोई 10,000 क्यूबिट या उससे अधिक के साथ एक स्केलेबल, किफायती हार्डवेयर प्लेटफॉर्म बेचना शुरू करेगा। तभी क्वांटम कंप्यूटिंग आगे बढ़ेगी और हम आश्वस्त होंगे कि वे किस लिए अच्छे हैं। भौतिक विज्ञानी सभी चीजों की क्वांटम से आश्चर्यचकित हो सकते हैं, लेकिन यह "उत्पादकता के पठार" तक कब पहुंचेगा, इसका अंदाजा किसी को नहीं है।

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/when-will-quantum-computers-finally-break-into-the-market/