भौतिक विज्ञानी नए क्वांटम डिवाइस के साथ सफलता प्राप्त करते हैं

वियना विश्वविद्यालय में भौतिक विज्ञानियों की एक टीम ने एक नया क्वांटम डिवाइस बनाया है, जिसे क्वांटम मेम्रिस्टर कहा जाता है, जो कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) और क्वांटम प्रौद्योगिकी की दुनिया को मिला सकता है। यह प्रयोग, जो इटली में राष्ट्रीय अनुसंधान परिषद (सीएनआर) और पोलिटेक्निको डी मिलानो के साथ किया गया था, एक एकीकृत क्वांटम प्रोसेसर पर किया गया था जो एकल फोटॉन पर काम करता है।

इस शोध को नेचर फोटोनिक्स पत्रिका में प्रकाशित किया गया है।

मेम्रिस्टर की खोज

कृत्रिम बुद्धिमत्ता अनुप्रयोग मानव मस्तिष्क की जैविक संरचना से प्रेरित न्यूरल नेटवर्क पर निर्भर करते हैं, और वे मानव कार्यों जैसे कि चेहरे की पहचान, ड्राइविंग, या छवियों की व्याख्या करने में सक्षम होने तक गणितीय रूप से प्रशिक्षित होते हैं। इन क्षेत्रों में, दोनों अकादमिक और उद्योग में, एक प्रमुख अनुसंधान केंद्रित क्षेत्र तेजी से और कुशलता से गणना करने में सक्षम उपकरणों का एकीकरण है।

2008 में, इस क्षेत्र में एक बड़ा कदम मेम्रिस्टर की खोज के साथ आगे बढ़ा, जो एक उपकरण है जो अपने प्रतिरोध को बदल देता है जो अतीत की धारा की एक स्मृति पर निर्भर करता है। मेम्रिस्टर की खोज के बाद, वैज्ञानिकों ने सीखा कि मेम्रिस्टर का व्यवहार न्यूरल सिनैप्स के समान है। इससे मेम्रिस्टर न्यूरोमॉर्फिक आर्किटेक्चर का एक प्रमुख हिस्सा बन गया है।

क्वांटम मेम्रिस्टर का अभियांत्रिकी

प्रोफेसर फिलिप वाल्थेर और डॉ रॉबर्टो ओसेलामे के नेतृत्व में प्रायोगिक भौतिक विज्ञानियों के एक समूह ने प्रदर्शित किया कि एक उपकरण जो एक मेम्रिस्टर के समान व्यवहार करता है, को कैसे अभियांत्रित किया जा सकता है। यह उपकरण भी क्वांटम राज्यों पर कार्य करता है और क्वांटम जानकारी को एनकोड और ट्रांसमिट कर सकता है, जिससे इसे “क्वांटम मेम्रिस्टर” कहा जाता है। एक मेम्रिस्टर के गतिविधियों को देखते हुए ऐसा उपकरण बनाना बहुत मुश्किल है, जो अक्सर विशिष्ट क्वांटम व्यवहार के विरुद्ध होता है।

टीम ने एकल फोटॉन और उनकी क्षमता पर निर्भर किया, जो दो या दो से अधिक पथों के सुपरपोज़िशन में एक साथ प्रसारित हो सकते हैं। यह टीम को ऐसा उपकरण वास्तविक बनाने में मदद करने के लिए बहुत महत्वपूर्ण था।

उन्होंने एक प्रयोग किया जहां एकल फोटॉन को एक ग्लास सब्सट्रेट पर लेजर-लिखित वेवगाइड्स के साथ प्रसारित किया गया था। इन एकल फोटॉन को कई पथों के सुपरपोज़िशन में निर्देशित किया गया था, और इनमें से एक पथ का उपयोग डिवाइस के माध्यम से फोटॉन के प्रवाह को मापने के लिए किया गया था। इन फोटॉन की मात्रा अन्य आउटपुट पर ट्रांसमिशन को संशोधित करती है, जो मेम्रिस्टर के समान वांछित व्यवहार प्राप्त करती है।

शोधकर्ताओं ने सिमुलेशन भी किए जो दिखाते हैं कि क्वांटम मेम्रिस्टर वाले ऑप्टिकल नेटवर्क का उपयोग क्लासिकल और क्वांटम कार्यों को सीखने के लिए किया जा सकता है। यही कारण है कि टीम को लगता है कि क्वांटम मेम्रिस्टर एआई और क्वांटम कंप्यूटिंग के क्षेत्रों को मिलाने के लिए आवश्यक है।

मिशेल स्पैगनोलो इस शोध के पहले लेखक हैं।

“क्वांटम भौतिकी और कंप्यूटर विज्ञान में वर्तमान अनुसंधान में कृत्रिम बुद्धिमत्ता के भीतर क्वांटम संसाधनों की पूरी क्षमता को अनलॉक करना एक बड़ी चुनौती है,” स्पैगनोलो ने कहा।