यह क्वांटम कंप्यूटिंग की दिशा में एक रास्ता खोलता है

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यह क्वांटम कंप्यूटिंग की दिशा में एक रास्ता खोलता है

क्वांटम कंप्यूटिंग का बाजार 2030 तक 65 अरब डॉलर तक पहुंचने का अनुमान है, जो निवेशकों और वैज्ञानिकों के लिए समान रूप से एक गर्म विषय है क्योंकि इसमें समझ से बाहर जटिल समस्याओं को हल करने की क्षमता है।

दवा की खोज इसका एक उदाहरण है। दवा के अंतःक्रियाओं को समझने के लिए, एक दवा कंपनी दो अणुओं की बातचीत का अनुकरण करना चाह सकती है। चुनौती यह है कि प्रत्येक अणु कुछ सौ परमाणुओं से बना होता है, और वैज्ञानिकों को उन सभी तरीकों का मॉडल तैयार करना चाहिए जिनमें ये अणु संबंधित अणुओं को पेश करने पर स्वयं को अनुक्रमित कर सकते हैं। संभावित विन्यासों की संख्या अनंत है – पूरे ब्रह्मांड में परमाणुओं की संख्या से अधिक। केवल एक क्वांटम कंप्यूटर इतनी जटिल, गतिशील डेटा समस्या को बहुत कम समय में हल कर सकता है।

क्वांटम कंप्यूटिंग का मुख्य अनुप्रयोग कई दशक पीछे चला जाता है, जबकि दुनिया भर के विश्वविद्यालयों और निजी उद्योगों में अनुसंधान दल प्रौद्योगिकी के विभिन्न आयामों पर काम करते हैं।

यूनिवर्सिटी ऑफ वर्जीनिया कॉलेज ऑफ इंजीनियरिंग एंड एप्लाइड साइंस में इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर जू यी के नेतृत्व में एक शोध दल ने भौतिकी और फोटोनिक उपकरणों के अनुप्रयोगों में एक जगह बनाई है जो प्रकाश की एक विस्तृत श्रृंखला का पता लगाते हैं और डिजाइन करते हैं। . संचार और कंप्यूटर सहित अनुप्रयोग। उनकी शोध टीम ने एक स्केलेबल क्वांटम कंप्यूटिंग प्लेटफॉर्म विकसित किया है जो एक पैसे की फोटोनिक चिप पर क्वांटम गति प्राप्त करने के लिए आवश्यक उपकरणों की संख्या को बहुत कम कर देता है।

यूवीए में क्वांटम ऑप्टिक्स और क्वांटम सूचना के प्रोफेसर ओलिवियर फिस्टर और कोरिया के उन्नत विज्ञान और प्रौद्योगिकी संस्थान में सहायक प्रोफेसर होंशुक ली ने इस सफलता में योगदान दिया।

प्राकृतिक संपर्क टीम ने हाल ही में एक चिप के आकार के क्वांटम माइक्रोकॉम्प के लिए परीक्षण के परिणाम जारी किए। यी की टीम के दो सदस्य, जिजियाओ यांग, पीएच.डी. भौतिक विज्ञान में छात्र, और मंदाना जहांपोसोर्की, एक पीएच.डी. इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग के छात्र, पेपर के सह-प्रथम शिक्षक। अनुसंधान क्वांटम संचार परियोजना के लिए राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन के इंजीनियरिंग क्वांटम एकीकृत साइटों से अनुदान द्वारा समर्थित है।

क्वांटम कंप्यूटिंग सूचना को संसाधित करने के एक बिल्कुल नए तरीके का वादा करती है। आपका डेस्कटॉप या लैपटॉप कंप्यूटर सूचनाओं को लंबे बिट्स में प्रोसेस करता है। बिट केवल दो में से एक मान रख सकता है: शून्य या एक। क्वांटम कंप्यूटर समानांतर में जानकारी संसाधित करते हैं, जिसका अर्थ है कि उन्हें आगे की गणना करने से पहले संसाधित होने वाली जानकारी के अनुक्रम की प्रतीक्षा नहीं करनी पड़ती है। उनकी सूचना इकाई को क्विबिट कहा जाता है, जो एक संकर है जो एक साथ एक और शून्य है। एक क्वांटम मोड या कमोड एक और शून्य के बीच चर के पूरे स्पेक्ट्रम का प्रचार करता है – मान दशमलव बिंदु के दाईं ओर।

क्वांटम गति प्राप्त करने के लिए आवश्यक भारी संख्या में कमोडों का प्रभावी ढंग से उत्पादन करने के लिए शोधकर्ता विभिन्न तरीकों पर काम कर रहे हैं।

यी का फोटोनिक्स-आधारित दृष्टिकोण आकर्षक है क्योंकि प्रकाश का क्षेत्र पूर्ण स्पेक्ट्रम है; स्पेक्ट्रम में प्रत्येक प्रकाश तरंग में क्वांटम इकाई बनने की क्षमता होती है। यी मानता है कि प्रकाश के क्षेत्र में फंसने से प्रकाश एक क्वांटम अवस्था में पहुँच जाता है।

आप ऑप्टिकल फाइबर से परिचित हो सकते हैं जो इंटरनेट के माध्यम से जानकारी प्रदान करते हैं। प्रत्येक ऑप्टिकल फाइबर के भीतर, समानांतर में कई रंगों के लेजर का उपयोग किया जाता है, एक घटना जिसे मल्टीप्लेक्सिंग के रूप में जाना जाता है। यी ने मल्टीप्लेक्सिंग की अवधारणा को क्वांटम क्षेत्र में ले लिया।

माइक्रो उनकी टीम की सफलता के लिए महत्वपूर्ण है। यूवीए एक स्केलेबल क्वांटम कंप्यूटिंग प्लेटफॉर्म बनाने के लिए ऑप्टिकल मल्टीप्लेक्सिंग के उपयोग में अग्रणी और अग्रणी है। 2014 में, Pfister की टीम पूरे ऑप्टिकल सिस्टम में 3,000 से अधिक क्वांटम मोड बनाने में सफल रही। हालांकि, इन कई क्वांटम विधियों का उपयोग करने के लिए एक बड़े ट्रैक की आवश्यकता होती है जिसमें हजारों चश्मा, लेंस और अन्य घटक होते हैं जो एल्गोरिदम संचालित करने और अन्य कार्यों को करने के लिए आवश्यक होते हैं।

“क्षेत्र का भविष्य एकीकृत क्वांटम ऑप्टिक्स है, ” बिफस्टर ने कहा। “केवल क्वांटम ऑप्टिक्स प्रयोगों को संरक्षित प्रकाशिकी प्रयोगशालाओं से क्षेत्र-संगत फोटॉन चिप्स में परिवर्तित करके” ईमानदार क्वांटम तकनीक दिन के उजाले को देख सकती है। हम बहुत भाग्यशाली हैं कि ज़ू यी जैसे क्वांटम फोटोनिक्स में वैश्विक विशेषज्ञ यूवीए को प्रभावित करने में सक्षम रहे हैं, और मैं उन दृष्टिकोणों से बहुत प्रसन्न हूं कि इन नए परिणामों ने हमारे लिए खोल दिया है।

यी की टीम ने ऑप्टिकल माइक्रो रेज़ोनेटर में एक लूप-आकार, मिलीमीटर-आकार की संरचना के साथ एक क्वांटम स्रोत बनाया जो फोटॉन को घेरता है और एक माइक्रोस्कोप बनाता है जो प्रभावी रूप से फोटॉन को एकल से कई तरंग दैर्ध्य में परिवर्तित करता है। प्रकाश ऑप्टिकल ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए रिंग के चारों ओर घूमता है। यह बिजली उत्पादन फोटॉनों के परस्पर क्रिया की संभावना को बढ़ाता है, जो माइक्रोकॉम्प में प्रकाश क्षेत्रों के बीच एक क्वांटम समस्या पैदा करता है।

मल्टीप्लेक्सिंग के माध्यम से, यी की टीम ने एक चिप पर एकल माइक्रोकंट्रोलर से 40 कोटा की पीढ़ी का परीक्षण किया, जिससे साबित हुआ कि क्वांटम विधियों का मल्टीप्लेक्सिंग एकीकृत फोटोनिक प्लेटफॉर्म पर काम कर सकता है। यह वह संख्या है जिसे वे माप सकते हैं।

“जब हम सिस्टम को अपग्रेड करते हैं, तो हम अनुमान लगाते हैं कि यह एक डिवाइस से हजारों कोटा उत्पन्न कर सकता है,” यी ने कहा।

यी की मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक उन त्रुटियों के लिए क्वांटम कंप्यूटिंग की दिशा में एक रास्ता खोलती है जो अनिवार्य रूप से वास्तविक दुनिया की स्थितियों की ओर ले जाती हैं। यह शास्त्रीय कंप्यूटरों पर भी सच है। लेकिन क्वांटम स्तर शास्त्रीय स्तरों की तुलना में अधिक नाजुक होते हैं।

उपकरणों की संख्या में आनुपातिक वृद्धि के साथ त्रुटियों की भरपाई के लिए आवश्यक छोड़ने की संख्या एक मिलियन से अधिक हो सकती है। बहुसंकेतन दो या तीन आदेशों के लिए आवश्यक उपकरणों की संख्या को कम करता है।

यी की फोटोनिक्स-आधारित प्रणाली क्वांटम कंप्यूटिंग की खोज में दो अतिरिक्त लाभ प्रदान करती है। सुपरकंडक्टिंग इलेक्ट्रॉनिक सर्किट का उपयोग करने वाली क्वांटम कंप्यूटिंग साइटों को क्रायोजेनिक तापमान तक ठंडा करने की आवश्यकता होती है। चूंकि फोटॉन का कोई द्रव्यमान नहीं होता है, फोटोनिक एकीकृत चिप्स वाले क्वांटम कंप्यूटर कमरे के तापमान पर काम कर सकते हैं या सो सकते हैं। इसके अलावा, ली ने मानक लिथोग्राफी तकनीकों का उपयोग करके एक सिलिकॉन चिप माइक्रो रेज़ोनेटर विकसित किया। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि यह इंगित करता है कि एक गुंजयमान यंत्र या क्वांटम स्रोत का बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जा सकता है।

“हम क्वांटम कंप्यूटिंग में इंजीनियरिंग की सीमाओं को आगे बढ़ाने और कुल प्रकाशिकी से एकीकृत फोटोनिक्स में संक्रमण को तेज करने में गर्व महसूस करते हैं,” यी ने कहा। “हम फोटोनिक्स-आधारित क्वांटम कंप्यूटिंग साइट में उपकरणों और सर्किटों को एकीकृत करने और इसके प्रदर्शन में सुधार करने के तरीकों का पता लगाना जारी रखेंगे।”

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Source by www.sciencedaily.com

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