क्वांटम कंप्यूटर और उनकी क्षमताओं का वर्णन
प्रश्न: क्वांटम कंप्यूटर क्या है। उन समस्याओं को हल करने में इसकी क्षमता पर चर्चा कीजिए जो वर्तमान के क्लासिकल कंप्यूटरों के लिए अत्यधिक जटिल है।
दृष्टिकोण
- क्वांटम कंप्यूटर और उनकी क्षमताओं का वर्णन कीजिए।
- उनके अनुप्रयोगों, विशेषकर उन क्षेत्रों में जहाँ क्लासिकल कंप्यूटिंग की क्षमताएं सीमित हैं, का उल्लेख कीजिए।
उत्तर
क्वांटम कंप्यूटिंग का आशय अनिवार्य रूप से सूचना को संसाधित करने के लिए क्वांटम यांत्रिकी के नियमों का उपयोग एवं दोहन करने से है। क्वांटम कंप्यूटर वर्तमान में डिजिटल कंप्यूटर द्वारा उपयोग किए जाने वाले बिट्स (0 और 1) के बजाय क्वांटम बिट्स (qubits) का उपयोग करते हैं। ये ‘qubits’ क्वांटम प्रणाली के विशेष गुणों यथा सुपरपोजिशन और एन्टैंगलमेंट को प्रदर्शित करते है।
- सुपरपोजिशन (Superposition): यह क्वांटम प्रणाली की एक ही समय में विभिन्न अवस्थाओं में पाए जाने की क्षमता है। इस प्रकार, एक क्वांटम बिट्स में “0” और “1” अवस्थाओं के संयोजन (सुपरपोजिशन) की कोई भी अवस्था विद्यमान हो सकती है।
- एन्टैंगलमेंट (Entanglement): यह क्वांटम कणों के मध्य विद्यमान एक अत्यधिक मजबूत सहसंबंध है। यह क्लासिकल बिट्स द्वारा संभव अवस्थाओं की तुलना में बहुत अधिक अवस्थाओं के निर्माण में सहायता करता है।
क्लासिकल कंप्यूटरों की तुलना में जटिल समस्याओं को हल करने की क्षमता:
क्वांटम प्रणाली निर्बाध रूप से डेटा को एन्क्रिप्ट (कूट में परिवर्तित) करने, डेटा विश्लेषण में सहायता करने और जटिल समस्याओं को हल करने में सक्षम होती है। यह विभिन्न जटिल समस्याओं (यहां तक कि जिन्हें सबसे शक्तिशाली सुपरकंप्यूटर द्वारा भी हल नहीं किया सकता) यथा जटिल गणितीय समस्याएं, चिकित्सीय निदान, मौसम संबंधी पूर्वानुमान, जटिल रासायनिक प्रक्रियाओं और क्रिप्टोग्राफी की मॉडलिंग आदि को हल कर सकती है। इसके अतिरिक्त इसके कई अन्य अनुप्रयोग भी हैं; यथा:
- नई दवाओं की खोज हेतु आणविक और रासायनिक अंतःक्रियाओं की जटिलता का समाधान कर दवाओं एवं सामग्रियों का विकास करना।
- अत्यधिक कुशल लॉजिस्टिक्स और वैश्विक आपूर्ति श्रृंखलाओं के लिए सर्वोत्तम समाधान (यथा अवकाश अवधि के दौरान – डिलीवरी के लिए परिवहन साधनों के संचालन को अनुकूलतम बनाना) की खोज कर आपूर्ति श्रृंखला और लॉजिस्टिक्स में सुधार करना।
- वित्तीय आंकड़ों के प्रतिरूपण की नवीन विधियों की खोज और बेहतर निवेश के लिए प्रमुख वैश्विक जोखिम कारकों को पृथक कर वित्तीय सेवाओं में नवाचार लाना।
- आंकड़ों के बहुत बड़े समुच्चयों यथा इमेज या वीडियो खोज की स्थिति में आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस के विभिन्न पहलुओं यथा मशीन लर्निंग को शक्तिशाली बनाकर, इसे संवर्धित करना।
- इष्टतम मार्गों का पता लगाने के साथ-साथ कुशल समय-सारणी का अनुपालन और ट्रैफिक संकुलन एवं यात्रा के समय को कम करके ट्रैफिक नियंत्रण को व्यवस्थित करना।
- तीव्र और अधिक सटीक जलवायु प्रतिरूप विकसित करके मौसम एवं जलवायु परिवर्तन संबंधी पूर्वानुमान में सुधार करना।
- स्वतः-चालित वाहन: Google द्वारा एक सॉफ़्टवेयर डिज़ाइन करने के लिए क्वांटम कंप्यूटर का उपयोग किया जा रहा है, जो कारों को सुनिश्चित स्थानों के आधार पर निर्देशित कर सकता है।
- वस्तुतः विश्व के सभी देश क्वांटम कंप्यूटिंग प्रौद्योगिकी में निपुणता प्राप्त करने की दौड़ में शामिल हैं।
- भारत भी क्वांटम इनफार्मेशन साइंस एंड टेक्नोलॉजी (QuST) योजना का शुभारंभ कर इसमें शामिल हो गया है।
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