माइक्रोसॉफ्ट क्वांटम कंप्यूटिंग में एक सफलता को उजागर करते हुए, बुधवार को मेजराना 1 चिपसेट के विकास की घोषणा की। रेडमंड-आधारित टेक दिग्गज 17 वर्षों से नई सामग्रियों और आर्किटेक्चर पर शोध कर रहे हैं और अब दुनिया के पहले ‘टॉपोकॉन्डक्टर’ को विकसित करने का दावा करते हैं-एक ऐसी सामग्री जो ठोस, तरल पदार्थों और गैसों से परे एक अलग स्थिति में मौजूद है। यह मेजराना कणों का निरीक्षण और नियंत्रण भी कर सकता है। कंपनी ने कहा कि इस नए नवाचार से स्केलेबल और त्रुटि प्रतिरोधी क्वांटम कंप्यूटर का निर्माण हो सकता है। विशेष रूप से, मेजराना 1 प्रोसेसर एक ही चिप पर एक मिलियन क्वबिट्स तक समायोजित कर सकता है।
क्वांटम कंप्यूटिंग को समझना
मेजराना 1 प्रोसेसर की खोज करने से पहले, आइए पहले क्वांटम कंप्यूटिंग को समझें और यह सफलता विश्वसनीय और स्केलेबल क्वांटम कंप्यूटरों की उन्नति में कैसे योगदान देती है। परंपरागत रूप से, कंप्यूटर (डेस्कटॉप, लैपटॉप, या स्मार्टफोन) से हम परिचित हैं, जिसे शास्त्रीय कंप्यूटर कहा जाता है और वे बिट्स नामक चिपसेट में छोटे ट्रांजिस्टर का उपयोग करते हैं।
ये बिट्स, जो कि या बंद राज्यों में मौजूद हैं, एक अनुक्रमिक क्रम में जानकारी को संसाधित कर सकते हैं। इसलिए, यदि एक शास्त्रीय कंप्यूटर एक पुस्तकालय है जहां प्रत्येक पुस्तक जानकारी के एक टुकड़े का प्रतिनिधित्व करती है, तो बिट्स एक समय में एक पुस्तक उठाते हैं और इसके माध्यम से पढ़ते हैं। यह एक धीमी प्रक्रिया है और जटिल कार्यों को पूरा करने में लंबा समय लग सकता है। यही कारण है कि वैज्ञानिक समानांतर प्रसंस्करण को प्रेरित करने के लिए कंप्यूटर पर कई ट्रांजिस्टर में फिट होते हैं। विशेष रूप से, ऐसे हजारों ऐसे प्रोसेसर को एक सुपर कंप्यूटर बनाने के लिए एक साथ जोड़ा जाता है।
क्वांटम कंप्यूटर मौलिक रूप से अलग हैं। बिट्स के बजाय, वे क्वांटम बिट्स या क्वबिट्स का उपयोग करते हैं। ये विशेष क्वांटम सामग्री हैं जैसे कि सुपरकंडक्टर्स या फंसे हुए परमाणु (या आयन) और वे सुपरपोजिशन के क्वांटम भौतिकी का पालन करते हैं। इसका मतलब बिट्स के विपरीत है, वे या तो एक ही समय में ऑन, ऑफ या दोनों की अवस्थाओं में मौजूद हो सकते हैं।
अब, इस सुपरपोजिशन के कारण, क्वबिट्स एक ही समय में बड़ी मात्रा में डेटा की प्रक्रिया कर सकते हैं। लाइब्रेरी सादृश्य पर वापस जाते हुए, क्वांटम कंप्यूटर आवश्यक जानकारी खोजने के लिए एक ही समय में सभी पुस्तकों को खोल सकते हैं। यह इन कंप्यूटरों को एक ही समय में कई संभावनाओं को संसाधित करने की अनुमति देता है, और वे शोध को पूरा कर सकते हैं जो आमतौर पर वर्षों के भीतर दशकों लगते हैं।
जबकि क्षमता क्वबिट्स के साथ काफी अधिक है, एक स्थिरता समस्या है। Qubits अपने वातावरण के प्रति बेहद संवेदनशील होते हैं और किसी भी मामूली उतार -चढ़ाव से प्रसंस्करण में त्रुटियां हो सकती हैं। यही कारण है कि क्वांटम कंप्यूटिंग का उपयोग अभी भी व्यावसायिक रूप से या अनुसंधान स्थानों में नहीं किया जाता है।
क्या Microsoft का मेजराना 1 चिपसेट क्वांटम कंप्यूटिंग की स्थिरता समस्या को हल कर सकता है?
टेक दिग्गज बताया गया है मेजराना 1 चिपसेट दुनिया के पहले टोपोलॉजिकल क्वांटम प्रोसेसर के रूप में। एक टोपोलॉजिकल राज्य मामला है जो वैश्विक द्वारा प्रतिष्ठित है, इसके वेवफंक्शन के स्थानीय गुणों के बजाय। वे निरंतर विकृति के तहत अपरिवर्तित रह सकते हैं, और बाहरी वातावरण के प्रभाव का विरोध कर सकते हैं।
एक नए टोपोलॉजिकल कोर आर्किटेक्चर पर निर्मित, मेजराना 1 चिपसेट संभावित रूप से एक ही चिप पर एक मिलियन क्वबिट्स को समायोजित कर सकता है जो एक हथेली में फिट हो सकता है। दिलचस्प बात यह है कि टेक दिग्गज गणना के लिए इलेक्ट्रॉनों का उपयोग नहीं कर रहा है। इसके बजाय, यह मेजराना कणों का उपयोग करता है, जो पहले 1937 में सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी एटोर मेजराना द्वारा वर्णित किया गया था।
मेजराना कण या मेजराना फर्मियन विदेशी कण हैं जो अपने स्वयं के एंटीपार्टिकल्स के रूप में कार्य करते हैं। ये टोपोलॉजिकल सुपरकंडक्टर्स हैं, जिसका अर्थ है कि इसकी संरचना का थोक सुपरकंडक्टिंग बनी हुई है, सतह या किनारे की अवस्थाएं विकार या अशुद्धियों से सुरक्षित हैं। कहने की जरूरत नहीं है, मेजराना कण प्रकृति में मौजूद नहीं हैं।
Microsoft का उद्देश्य इन गुणों का उपयोग अधिक मजबूत qubit बनाने के लिए करना है, जिससे जटिल त्रुटि सुधार तंत्र की आवश्यकता को कम करना है। यह स्केलेबल और विश्वसनीय क्वांटम प्रोसेसर के लिए नेतृत्व करने के लिए कहा जाता है। हालांकि, ये शुरुआती दिन हैं, और टेक दिग्गज को अभी भी टोपोलॉजिकल क्वबिट्स को डिजाइन और बनाने की आवश्यकता होगी।
विंडोज निर्माता क्वांटम कंप्यूटिंग स्पेस में नया करने की कोशिश करने वाली एकमात्र कंपनी नहीं है। उदाहरण के लिए, Google, है विकासशील इसके Sycamore प्रोसेसर में सुपरकंडक्टिंग ट्रांसमोन का उपयोग करके इसकी विलो चिप। मैरीलैंड स्थित क्वांटम कम्प्यूटिंग कंपनी आयनक भी एक फंसी-आयन तकनीक विकसित कर रही है जो धीमी गेट की गति के बावजूद कम सुसंगत समय प्रदान करती है। आईबीएम और डी-वेव एक ही समस्या पर काम करने वाली अन्य कंपनियां हैं।