चीनी शोधकर्ता ऑप्टिकल सर्किट-ड्रिवन क्वांटम सुपर कंप्यूटर बनाते हैं

चीन के विभिन्न शोध संस्थानों के शोधकर्ताओं की एक टीम ने हाल ही में एक फोटोनिक क्वांटम कंप्यूटर के माध्यम से क्वांटम श्रेष्ठता का प्रदर्शन किया है। विज्ञान पत्रिका में प्रकाशित एक पत्र में क्वांटम कंप्यूटर को “जियूज़ांग” के रूप में वर्णित किया गया है।

लाइवसाइंस की रिपोर्ट के अनुसार, क्वांटम कंप्यूटर, जो मुख्य रूप से विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा डिज़ाइन किया गया है, कथित तौर पर 2019 में गूगल द्वारा डिज़ाइन किए गए क्वांटम कंप्यूटर की तुलना में काफी अधिक शक्तिशाली है। 2019 में, गूगल ने दावा किया था कि उन्होंने पहला कंप्यूटर डिज़ाइन किया है जो “क्वांटम श्रेष्ठता” हासिल करने में सक्षम है, जो क्वांटम-आधारित कंप्यूटरों का उपयोग करके वर्तमान, पारंपरिक सुपरकंप्यूटरों को पीछे छोड़ने के लिए संदर्भ देता है। कथित तौर पर, जियूज़ांग गूगल द्वारा डिज़ाइन किए गए क्वांटम कंप्यूटर की तुलना में लगभग 10 अरब गुना तेज है।

पिछले कुछ वर्षों में, चीन ने क्वांटम कंप्यूटिंग के क्षेत्र में बड़े पैमाने पर निवेश किया है, जिसमें राष्ट्रीय क्वांटम सूचना विज्ञान प्रयोगशाला में शोध के लिए लगभग 10 अरब डॉलर का निवेश किया गया है। इसके अलावा, चीन वर्तमान में क्वांटम नेटवर्किंग में विश्व के नेताओं में से एक है। क्वांटम नेटवर्किंग क्वांटम यांत्रिकी का उपयोग करके डेटा को लंबी दूरी पर प्रसारित करते समय एन्कोड करने के लिए किया जाता है।

क्वांटम कंप्यूटर क्वांटम कणों के विशिष्ट गुणों का लाभ उठाते हैं ताकि पारंपरिक कंप्यूटरों की तुलना में बेहतर प्रदर्शन प्राप्त किया जा सके। क्लासिकल कंप्यूटर केवल दो अलग-अलग राज्यों में मौजूद डेटा को संसाधित कर सकते हैं। इस बाइनरी प्रणाली में बिट्स डेटा को प्रतिनिधित्व करने के लिए एक और शून्य का उपयोग करते हैं, और यह क्वांटम बिट्स (क्यूबिट्स) की तुलना में सीमित है, जो एक ही समय में दो से अधिक राज्यों में मौजूद हो सकते हैं। यह संपत्ति क्वांटम कंप्यूटरों को अधिक जटिल समस्याओं को संभालने और कार्यों को संसाधित करने की अनुमति देती है जो आज के सबसे अच्छे सुपरकंप्यूटरों की तुलना में बहुत तेजी से है।

यह लंबे समय से सिद्धांतित किया गया है कि क्वांटम कंप्यूटर आधुनिक कंप्यूटरों को नाटकीय रूप से पीछे छोड़ सकते हैं, लेकिन एक विश्वसनीय क्वांटम कंप्यूटर का उत्पादन एक अभियांत्रिकी चुनौती है जो अभी भी जारी है। क्वांटम कंप्यूटरों को अक्सर नियंत्रित वातावरण में स्थित होने की आवश्यकता होती है जो तापमान या अन्य पर्यावरणीय परिवर्तनों में उतार-चढ़ाव को रोकता है जो एक क्वांटम कंप्यूटर की गणना को बाधित कर सकता है। दुनिया भर के शोध समूहों ने क्वांटम कंप्यूटरों को बनाने के विभिन्न तरीकों के साथ प्रयोग किया है। जबकि गूगल के जीतने वाले कंप्यूटर ने सुपरकंडक्टिंग सामग्री का उपयोग किया था जो चिप्स के साथ एकीकृत थी, जियूज़ांग ऑप्टिकल सर्किट पर निर्भर करता है।

जियूज़ांग का परीक्षण करने के लिए, शोध टीम ने इसे एक सर्किट की गणना करने के लिए कहा जो प्रकाश का उपयोग करता है और संख्याओं की एक सूची लौटाता है। इस प्रक्रिया को गॉसियन बोसन नमूनाकरण के रूप में जाना जाता है। लक्ष्य यथासंभव अधिक फोटॉन का पता लगाना था। जियूज़ांग स्वयं एक ऑप्टिकल सर्किट है और यह औसतन 43 फोटॉन का पता लगाने में सफल रहा, 76 फोटॉन का रिकॉर्ड बनाया।

विज्ञान में प्रकाशित पत्र के अनुसार, प्रत्येक परीक्षण रन के लिए संख्याओं की सूची उत्पन्न करने में लगभग 200 सेकंड का समय लगा। पारंपरिक सुपरकंप्यूटरों को समान सूची उत्पन्न करने में लगभग 2.5 अरब वर्ष लगेंगे। यदि समान गणना दर अन्य कार्यों के लिए भी सही है, तो क्वांटम कंप्यूटर पारंपरिक सुपरकंप्यूटरों की तुलना में लगभग 100 ट्रिलियन गुना तेजी से गणना कर सकते हैं।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि जियूज़ांग केवल उन संकीर्ण कार्यों को करने में सक्षम है जिनके लिए यह विकसित किया गया था, जो गॉसियन बोसन नमूनाकरण के आसपास केंद्रित हैं। जियूज़ांग एक सामान्य क्वांटम कंप्यूटर नहीं है। हालांकि, यह व्यावहारिक क्वांटम कंप्यूटरों के निर्माण की दिशा में एक कदम है।

टेकएक्सप्लोर की रिपोर्ट के अनुसार, जियूज़ांग कंप्यूटर प्रकाश-आधारित कंप्यूटिंग प्रौद्योगिकी में हाल के उन्नति का एकमात्र उदाहरण नहीं है जिसका कृत्रिम बुद्धिमत्ता पर संभावित प्रभाव है। एक शोध टीम ने हाल ही में ऑप्टिकल कंप्यूटिंग के दृश्य-कंप्यूटिंग प्रौद्योगिकियों पर आवेदन के संबंध में हाल की उन्नति की समीक्षा की है, यह पाते हुए कि ऑप्टिकल कंप्यूटिंग प्लेटफ़ॉर्म गहरे तंत्रिका नेटवर्क के साथ जुड़ सकते हैं।

शोध टीम ने ऑप्टिकल कंप्यूटिंग के साथ-साथ कृत्रिम बुद्धिमत्ता के कई उदाहरणों का अध्ययन किया, यह पाते हुए कि प्रकाश को ऑप्टिकल डिवाइसों पर चलाने के आधार पर कृत्रिम बुद्धिमत्ता का अनुमान लगाया जा सकता है, जो दृश्य-कंप्यूटिंग प्रौद्योगिकियों के नए रूपों का निर्माण कर सकता है। इनमें ऑप्टिकल तंत्रिका नेटवर्क शामिल हैं जो बाहरी पावर सupply की आवश्यकता के बिना वस्तुओं को जल्दी से संसाधित और वर्गीकृत कर सकते हैं, जो केवल आने वाले प्रकाश पर निर्भर करते हैं।

स्मार्ट होम, रिमोट सेंसर और स्वायत्त वाहन जैसे सिस्टम में काम करने वाले कृत्रिम बुद्धिमत्ता उपकरण वस्तुओं और वस्तु के आसपास के वातावरण का तेजी से विश्लेषण करने के लिए प्रकाश का उपयोग करके एक नियमित इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर की शक्ति को बढ़ा सकते हैं। हाइब्रिड ऑप्टिकल कंप्यूटर सिस्टम पारंपरिक कंप्यूटरों की लचीलेपन और ऑप्टिकल कंप्यूटरों की समांतरता और गति का लाभ उठा सकते हैं।