जापानी इंस्टीट्यूट फॉर मॉलिक्यूलर साइंस की एक शोध टीम ने अब क्वांटम कंप्यूटिंग में एक बड़ी प्रगति की है, इसे दो-क्यूबिट गेट की मदद से संभव बनाया जा रहा है। क्वबिट एक बाइनरी बिट के बराबर क्वांटम है, जो कंप्यूटिंग में उपयोग की जाने वाली जानकारी की एक बुनियादी इकाई है।
टीम केवल 6.5 नैनोसेकंड में दुनिया के सबसे तेज़ टू-क्यूबिट गेट को सफलतापूर्वक निष्पादित करने में सफल रही। इस प्रक्रिया में, शोधकर्ताओं को इस प्रकार की तकनीक से जुड़ी कुछ सीमाओं को पार करना पड़ा। हालाँकि, एक समस्या है - जिस पद्धति का उन्होंने उपयोग किया है उसे कम शोध-आधारित वातावरण में दोहराना मुश्किल हो सकता है।
क्वांटम कम्प्यूटिंग यह अभी भी कुछ हद तक अज्ञात क्षेत्र है, लेकिन यह उन समस्याओं को हल करने का प्रवेश द्वार हो सकता है जिनसे आधुनिक कंप्यूटर नहीं निपट सकते। यह संभावित रूप से उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग (एचपीसी) कार्यों को भी काफी तेज कर सकता है। जबकि संभावनाएं निश्चित रूप से मौजूद हैं और तकनीकी दिग्गज जैसे आईबीएम और इंटेल इसमें दोहन कर रहे हैं, सीमाएं भी हैं, और यही कारण है कि दुनिया भर में शोध दल इस विषय का पता लगाना जारी रखते हैं।
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इंस्टीट्यूट फॉर मॉलिक्यूलर साइंस के वैज्ञानिकों की टीम का नेतृत्व स्नातक छात्र येलाई च्यू, सहायक ने किया प्रोफेसर सिल्वेन डी लेसेलेक और प्रोफेसर केंजी ओहमोरी ने शोध किया और अपने निष्कर्ष प्रकाशित किए प्रकृति फोटोनिक्स. वे जिस टू-क्विबिट गेट ऑपरेशन को अंजाम देने में सक्षम थे, वह एक प्रारंभिक लेकिन महत्वपूर्ण कदम है। टॉम का हार्डवेयर नेचर में प्रारंभिक लेख ऑनलाइन प्रकाशित होने के बाद प्रक्रिया का विवरण देने वाले पहले प्रकाशनों में से एक था।
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शोधकर्ताओं ने दो परमाणु-क्विबिट को काफी हद तक ठंडा करने के लिए लेजर का उपयोग किया।
क्यूबिट उन बिट्स के क्वांटम समतुल्य हैं जिनसे हम सभी दिन-प्रतिदिन की कंप्यूटिंग से परिचित हैं। हालाँकि, क्वैबिट एक लाभ के साथ आते हैं - वे एक या शून्य के मान तक सीमित नहीं हैं; इसके बजाय, वे दोनों का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं और शून्य। यह उन्हें बहुत अधिक कुशल बनाता है और बहुत कम समय सीमा में जटिल कार्यों को करने की उनकी क्षमता को अनलॉक करता है। दुर्भाग्य से, क्वैबिट जल्दी ही ख़राब हो जाते हैं, जिसका अर्थ है कि वे अब सटीक परिणाम नहीं लौटाते हैं।
दो-क्विबिट गेट ऑपरेशन के लिए क्वैबिट को उलझाने की आवश्यकता होती है, और यह उलझाव विभिन्न कारकों से प्रभावित होता है जो विघटन को तेज कर सकता है। विघटन के मुद्दे से दो तरीकों से निपटा जा सकता है - क्वैबिट के विघटन से पहले, संचालन को बहुत तेजी से निष्पादित करने की आवश्यकता होती है, या उलझाव को लंबे समय तक चलने की आवश्यकता होती है। विज्ञान टीम पहले दृष्टिकोण के साथ गई थी, जो चीजों को तेजी से तेज करना था - और उन्होंने ऐसा किया, इस प्रक्रिया में एक विश्व रिकॉर्ड हासिल किया।
रुबिडियम तत्व से बने दो परमाणु-क्विबिट को काफी हद तक ठंडा करने के लिए शोधकर्ताओं ने लेजर का उपयोग किया। तापमान परम शून्य के करीब पहुंच गया, जो -273.15 डिग्री सेल्सियस तक नीचे चला गया। फिर इन परमाणुओं को ऑप्टिकल चिमटी के उपयोग के माध्यम से एक दूसरे के एक माइक्रोमीटर के भीतर सुरक्षित किया गया। फिर, उन्होंने 10 पिकोसेकंड के अंतराल पर क्वैबिट में हेरफेर करने के लिए एक लेजर का उपयोग किया। एक पिकोसेकंड एक सेकंड के एक खरबवें हिस्से के बराबर है।
उपरोक्त चरणों के माध्यम से, शोधकर्ता केवल 6.5 नैनोसेकंड में क्वांटम गेट को सफलतापूर्वक निष्पादित करने में सक्षम थे, जिससे यह दुनिया का सबसे तेज़ टू-क्यूबिट गेट ऑपरेशन बन गया। पिछला रिकॉर्ड 15 नैनोसेकंड का था।
हालांकि इस छलांग का मतलब यह नहीं है कि क्वांटम कंप्यूटिंग अचानक व्यापक हो जाएगी, इसका मतलब यह है कि वैज्ञानिक उस दिशा में काफी प्रगति कर रहे हैं। दुर्भाग्य से, इस प्रकार की तकनीक को एचपीसी सेटिंग में दोहराना मुश्किल हो सकता है, जहां इसका सबसे अधिक उपयोग किया जाएगा।
इस अल्ट्राफास्ट क्वबिट गेट को निष्पादित करने के लिए शोधकर्ताओं द्वारा रुबिडियम-परमाणु क्वैब का उपयोग किया गया था, जिसे काम करने के लिए पूर्ण शून्य के करीब ठंडा किया जाना चाहिए। ऐसा करना विशेष मामलों में संभव हो सकता है, लेकिन वास्तविक रूप से, अधिकांश संगठन एक अलग समाधान की ओर रुख करेंगे जब तक कि इसे प्रबंधित करना आसान न हो जाए। दूसरी ओर, भले ही यह तकनीक एक दिन लोकप्रिय न हो, लेकिन शोध महत्वपूर्ण है क्योंकि वैज्ञानिक यह निर्धारित करने का प्रयास करते रहते हैं कि वास्तव में कंप्यूटिंग का भविष्य कहां है।
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