चीनी शोधकर्ता ऑप्टिकल सर्किट-ड्रिवन क्वांटम सुपर कंप्यूटर बनाते हैं

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

लाइवसाइंस की रिपोर्ट के अनुसार, विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा मुख्य रूप से डिज़ाइन किए गए क्वांटम कंप्यूटर को 2019 में गूगल द्वारा डिज़ाइन किए गए क्वांटम कंप्यूटर की तुलना में काफी अधिक शक्तिशाली बताया गया 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। रिपोर्ट के अनुसार, जिउझांग 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 देश के नेशनल लेबोरेटरी फॉर क्वांटम इन्फॉर्मेशन साइंसेज में शोध के लिए लगभग $10 अरब डॉलर का निवेश किया गया है। इसके अलावा, चीन वर्तमान में क्वांटम नेटवर्किंग में विश्व का नेतृत्व कर रहा है। क्वांटम नेटवर्किंग लंबी दूरी पर डेटा को प्रसारित करते समय क्वांटम यांत्रिकी का उपयोग करके डेटा को एनकोड करने के लिए किया जाता है।

क्वांटम कंप्यूटर क्वांटम कणों के विशिष्ट गुणों का लाभ उठाकर पारंपरिक कंप्यूटरों की तुलना में बेहतर प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है। क्लासिकल कंप्यूटर केवल दो अलग-अलग राज्यों में मौजूद डेटा को संसाधित कर सकते हैं। इस बाइनरी सिस्टम 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 गुण क्वांटम कंप्यूटरों को अधिक जटिल समस्याओं को संभालने और आज के सबसे अच्छे सुपरकंप्यूटरों की तुलना में बहुत तेजी से कार्यों को संसाधित करने में सक्षम बनाता है।

यह लंबे समय से सिद्ध 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 प्रभावित कर सकता है। दुनिया भर के शोध समूहों ने क्वांटम कंप्यूटरों को बनाने के विभिन्न तरीकों के साथ प्रयोग किया है। जबकि गूगल के विजेता क्वांटम कंप्यूटर ने सुपरकंडक्टिंग सामग्री का उपयोग किया जो चिप्स के साथ एकीकृत थी, जिउझांग ऑप्टिकल सर्किट पर निर्भर करता है।

जिउझांग 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 सैंपलिंग के रूप में जाना जाता है। लक्ष्य यथासंभव अधिक फोटॉन का पता लगाना था। जिउझांग स्वयं एक ऑप्टिकल सर्किट है और यह एक औसतन 43 फोटॉन का पता लगाने में सफल रहा, जिसमें 76 फोटॉन का रिकॉर्ड बनाया गया था।

साइंस 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 की संख्या 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 जिउझांग केवल उन कार्यों को करने में सक्षम है जिनके लिए यह विकसित किया गया था, जो गॉसियन बोसन सैंपलिंग के आसपास केंद्रित हैं। जिउझांग एक सामान्य क्वांटम कंप्यूटर नहीं है। हालांकि, यह व्यावहारिक क्वांटम कंप्यूटरों के निर्माण की दिशा में एक कदम है।

टेकएक्सप्लोर की रिपोर्ट के अनुसार, जिउझांग कंप्यूटर प्रकाश-आधारित कंप्यूटिंग प्रौद्योगिकी में हाल के उन्नति का एकमात्र उदाहरण नहीं है जिसका कृत्रिम बुद्धिमत्ता पर प्रभाव पड़ सकता है। शोधकर्ताओं की एक टीम ने हाल ही में दृश्य-गणना प्रौद्योगिकियों में ऑप्टिकल कंप्यूटिंग के अनुप्रयोग के बारे में हाल के उन्नति की समीक्षा की है, जिसमें पाया गया है 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 और पाया कि प्रकाश को ऑप्टिकल उपकरणों पर ले जाने वाले कृत्रिम बुद्धिमत्ता के अनुमान का उपयोग नए रूपों की दृश्य-गणना प्रौद्योगिकियों को बनाने के लिए किया जा 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 कि आगमन फोटॉन पर निर्भर करते हैं जो गणना को शक्ति प्रदान 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 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 लचीलापन के साथ-साथ ऑप्टिकल कंप्यूटरों की समानांतर और गति का लाभ उठा सकते हैं।