क्यों बिग टेक फॉल्ट-टोलरेंट क्वांटम कंप्यूटर पर उपद्रव कर रहा है?

क्वांटम कंप्यूटर बहुत सारे वादा करते हैं। पारंपरिक या शास्त्रीय कंप्यूटरों में दो बिट्स हम आज घरों और कार्यालयों में उपयोग करते हैं, जो आज चार संभावित राज्यों में से एक का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं-00, 01, 10 या 11- लेकिन एक समय में केवल एक ही। इसके विपरीत, एक क्वांटम कंप्यूटर में दो क्वांटम बिट्स (क्यूबिट्स) एक साथ सभी चार राज्यों का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं, सुपरपोजिशन और उलझाव गुणों के लिए धन्यवाद, प्रभावी रूप से एक में चार शास्त्रीय कंप्यूटरों की तरह काम कर रहे हैं।

हालांकि, जब आप अधिक क्वबिट्स जोड़ते हैं, तो क्वांटम कंप्यूटर की शक्ति तेजी से बढ़ती है, यह त्रुटियों के लिए भी अधिक प्रवण हो जाता है। तकनीकी शब्दों में, इन्हें शोर मध्यवर्ती-पैमाने की क्वांटम (NISQ) उपकरणों के रूप में जाना जाता है जो आमतौर पर कुछ सौ से कम qubits की मेजबानी करते हैं, लेकिन अविश्वसनीय रूप से नाजुक होते हैं और गर्मी, कंपन या विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप जैसे चर से परेशान होने पर अपने क्वांटम गुणों को खो देते हैं।

टेक कंपनियां इस स्थिति को मापने के लिए “त्रुटि सुधार” शब्द का उपयोग करती हैं। इसकी तुलना कई बैकअप संगीतकारों को एक शोर कॉन्सर्ट हॉल में एक ही भूमिका निभाने के लिए की जा सकती है। यदि एक संगीतकार कोई गलती करता है, तो अन्य इसका पता लगा सकते हैं और इसे वास्तविक समय में सही कर सकते हैं। क्वांटम कंप्यूटिंग में, इसका मतलब है कि एक “तार्किक क्विट” (सही संगीत नोट) बनाने के लिए कई भौतिक क्वबिट्स (व्यक्तिगत संगीतकारों) का उपयोग करना जो अपने क्वांटम राज्य को मज़बूती से बनाए रख सकता है।

लेकिन जल्द ही कितनी जल्द है?

क्वांटम, अपने स्वभाव से, अप्रत्याशित है। इसलिए, त्रुटि सुधार प्रक्रिया क्रमिक है और एक बार की उपलब्धि नहीं है। उदाहरण के लिए, Google की क्वांटम कंप्यूटिंग चिप नामक विलो दिसंबर 2024 में क्वबिट्स को जोड़ने के बावजूद सिस्टम त्रुटियों को कम करने की अपनी क्षमता के लिए, और पांच मिनट से कम समय में एक गणना को हल करने की तरंगें, जो कि सुपर कंप्यूटर 10 सेप्टिलियन वर्ष (25 शून्य के साथ 1), ब्रह्मांड की उम्र से अधिक, खत्म करने के लिए ले जाएगी। यहां तक ​​कि इसने एलोन मस्क को एक ‘वाह’ के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए प्रेरित किया जब Google के सीईओ सुंदर पिचाई ने एक्स पर यह घोषणा की।

लेकिन अगली चुनौती, जैसा कि Google ने ही इसे रखा था, “आज के क्वांटम चिप्स पर एक पहले ‘उपयोगी, बियॉन्ड-शास्त्रीय’ गणना का प्रदर्शन करना था जो एक वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोग के लिए प्रासंगिक है”। Google है दशक के अंत तक 1 मिलियन क्वबिट्स को लक्षित करनाहालांकि त्रुटि सुधार का मतलब है कि गणना के लिए केवल 10,000 उपलब्ध होंगे।

इस फरवरी में, अमेज़ॅन वेब सर्विसेज (AWS) ने अपने नए Ocelot क्वांटम कंप्यूटिंग चिप की घोषणा की “जो क्वांटम त्रुटि सुधार को 90%तक लागू करने की लागत को कम कर सकती है”। AWS ने Ocelot की वास्तुकला को जमीन से अंतर्निहित त्रुटि सुधार के साथ डिजाइन किया, ‘कैट Qubits’ का उपयोग करके-श्रोडिंगर की बिल्ली के बाद नाम दिया गया-कुछ त्रुटियों को दबाने की उनकी प्राकृतिक क्षमता के लिए।

पहले में, AWS शोधकर्ताओं ने माइक्रोचिप पर अतिरिक्त त्रुटि सुधार घटकों के साथ कैट क्विट्स को एकीकृत किया, जो कि माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उद्योग से अनुकूलित स्केलेबल विनिर्माण तकनीकों का उपयोग कर रहा है।

उस महीने, Microsoft ने भी घोषणा की “क्वांटम कम्प्यूटिंग में महत्वपूर्ण छलांग“मेजराना 1 के लॉन्च के साथ, जिसे यह एक नए टोपोलॉजिकल कोर द्वारा संचालित एक क्रांतिकारी क्वांटम चिप के रूप में टाल दिया गया था। चिप की शुरुआत करते हुए, सत्य नडेला ने एक्स पर कहा कि यह” पूरी तरह से नई स्थिति का मामला है (अन्य तीन मुख्य राज्य (ठोस, तरल और गैस), जो कि एक नए वर्ग को शामिल करता है, जो कि एक नए वर्ग को शामिल करता है। हार्डवेयर स्तर, इसे स्वाभाविक रूप से अधिक स्थिर बनाता है।

आईबीएम समयरेखा को आगे बढ़ाता है

आईबीएम ने पहले 2033 तक 100,000-क्विट फॉल्ट-सहिष्णु प्रणाली के निर्माण के लिए अपनी प्रतिबद्धता की घोषणा की थी। 10 जून को, इस समय सीमा को आगे बढ़ाया, 2029 तक दुनिया के पहले बड़े पैमाने पर, फॉल्ट-टोलरेंट क्वांटम कंप्यूटर बनाने के लिए एक रोडमैप का अनावरण किया।

सीईओ अरविंद कृष्णा ने एक प्रेस स्टेटमेंट में कहा, “आईबीएम क्वांटम कंप्यूटिंग में अगले फ्रंटियर को चार्ट कर रहा है, कंपनी के” गणित, भौतिकी और इंजीनियरिंग में विशेषज्ञता के लिए प्रगति के लिए एक प्रगति के लिए एक बड़े पैमाने पर, गलती-तिथि के क्वांटम कंप्यूटर के लिए मार्ग प्रशस्त कर रहा है। “

आईबीएम क्वांटम स्टारलिंग, जिसे न्यूयॉर्क में एक नए डेटा सेंटर में रखा जाएगा, वर्तमान क्वांटम कंप्यूटरों की तुलना में 20,000 गुना अधिक संचालन करेगा। इसकी कम्प्यूटेशनल स्थिति को आज के सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटरों में से एक क्विंडेकिलियन (1 और 48 शून्य) से अधिक के बराबर मेमोरी की आवश्यकता होगी।

इसके अलावा, नई प्रणाली क्वांटम कम्प्यूटिंग की मौलिक चुनौती को संबोधित करती है: त्रुटि सुधार। Starling 200 तार्किक Qubits का उपयोग करके 100 मिलियन क्वांटम संचालन को निष्पादित करेगा – यूनिट जो कई भौतिक qubits को मॉनिटर करने और त्रुटियों को सही करने के लिए जोड़ते हैं।

यह फाउंडेशन आईबीएम क्वांटम ब्लू जे को सक्षम करेगा, जो 2,000 तार्किक क्वबिट्स से अधिक 1 बिलियन संचालन में सक्षम है। क्वांटम कम-घनत्व समता जांच (QLDPC) कोड पर IBM की सफलता केंद्र, जो मौजूदा तरीकों की तुलना में आवश्यक भौतिक qubits को लगभग 90% तक कम करते हैं। इसने दो अलग-अलग तकनीकी पत्रों में वास्तुकला की दक्षता और वास्तविक समय त्रुटि सुधार क्षमताओं को विस्तृत किया है।

रोडमैप में तीन स्टेपिंग स्टोन्स शामिल हैं: आईबीएम क्वांटम लून (2025) QLDPC आर्किटेक्चर घटकों का परीक्षण करेगा; Kookaburra (2026) पहले मॉड्यूलर प्रोसेसर के रूप में तर्क संचालन के साथ क्वांटम मेमोरी को जोड़ती है; और कॉकटू (2027) कई क्वांटम चिप्स को एक साथ जोड़ देगा।

यह गलती-सहिष्णु क्वांटम कंप्यूटर दवा के विकास, सामग्री की खोज, रसायन विज्ञान और अनुकूलन में क्रांति ला सकता है, जो कम्प्यूटेशनल पावर तक पहुंचकर पहले से ही पैमाने पर प्राप्त करना असंभव है। इन प्रगति को 2029 में स्टारलिंग में समाप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

“आईबीएम के अपने 100-000-क्विट लक्ष्य को 2029 तक खींचने का निर्णय क्वांटम कंप्यूटिंग के वाणिज्यिक दशक के लिए किए जाने वाले कई घोषणाओं में से एक है,” एंडर्स इंदसेट, व्यापार दार्शनिक और तकनीकी निवेशक ने कहा।

“कैपिटल डाल रहा है, प्रतिभा अभिसरण कर रही है, और पहला समेकन पहले से ही क्षेत्र को फिर से आकार दे रहा है। जब इस पैमाने पर पैसा और सक्षमता टकराती है, तो प्रगति मूर के नियम का पालन नहीं करती है (कंप्यूटर चिप पर ट्रांजिस्टर की संख्या लगभग हर दो साल में दोगुनी हो जाती है, जिससे कंप्यूटर समय के साथ तेज और सस्ता हो जाता है), यह बहुत अधिक कट्टरपंथी हो सकता है।”

Indset को इस वर्ष अधिक सफलता की घोषणा की उम्मीद है। “बोर्ड जो अभी भी क्वांटम को एक स्लाइड-डेक टॉकिंग पॉइंट और संभावित भविष्य के विषयों के रूप में मानते हैं, जल्द ही प्रतिद्वंद्वियों के साथ बातचीत करेंगे जो क्वांटम सुरक्षित हैं और अणुओं को मॉडल कर सकते हैं या मिनटों में वैश्विक आपूर्ति श्रृंखलाओं को अनुकूलित कर सकते हैं, महीनों में नहीं,” उन्होंने कहा।

अन्य कंपनियां क्या कर रही हैं?

पूर्वता अनुसंधान 2025 में $ 1.44 बिलियन में वैश्विक क्वांटम कंप्यूटिंग बाजार को बढ़ाता है और 2034 तक $ 16.22 बिलियन को छूने की भविष्यवाणी करता है। जबकि आईबीएम, Google, Microsoft, और AWS हार्डवेयर-हेवी दृष्टिकोण के साथ लीड, क्वांटिनम, PSiquantum, और RiverLane जैसे स्टार्टअप्स को स्क्रूड सॉफ्टवेयर-फ़ॉर्म न्यू कोड्स-फ़ॉर्म इन इनोवेशन-फ़ॉर्म इन इनोवेशन-फ़ॉर्म न्यू कोड्स।

डी-वेव वर्तमान में मानक क्वांटम त्रुटि सुधार का उपयोग नहीं करते हैं क्योंकि इसकी मशीनें एनीलर्स हैं, न कि सार्वभौमिक क्वांटम कंप्यूटर। इसके बजाय, यह शोर-जागरूक डिजाइन और त्रुटि शमन पर केंद्रित है। एक क्वांटम एनीलर एक विशेष प्रकार का क्वांटम कंप्यूटर है जो अनुकूलन समस्याओं को हल करने के लिए डिज़ाइन किया गया है (कई संभावित लोगों में से सबसे अच्छा समाधान ढूंढना)।

क्लोजर होम, भारत का नेशनल क्वांटम मिशन (NQM), 2023 में एक परिव्यय के साथ लॉन्च किया गया ₹6,003 करोड़, पहले ही सम्मानित कर चुके हैं ₹30 करोड़ से प्रत्येक से आठ स्टार्टअप्स- QNU लैब्स, Qpiai India, Dimira Technologies, Quprayog, Quanastra, Quan2d, Pristine Diamns, और Prenishq। क्वांटम टेक्नोलॉजीज में भारत की उपस्थिति को क्वांटम कंप्यूटिंग, सेंसिंग, कम्युनिकेशंस और क्वांटम एरर करेक्शन (क्यूईसी) सहित भारत की उपस्थिति को कूदने का विचार है।

NQM के साथ, भारत की योजना लगभग पांच वर्षों में 50-100 Qubits के साथ क्वांटम कंप्यूटर विकसित करने की है, और इसे 1000 qubits और आठ वर्षों में उससे आगे बढ़ने के लिए। मजबूत एल्गोरिथ्म विकास के महत्व को पहचानते हुए – विशेष रूप से गलती सहिष्णुता और त्रुटि सुधार के लिए – एनक्यूएम मिशन गवर्निंग बोर्ड के अध्यक्ष, और एपिक फाउंडेशन, जय चौधरी, और एपिक फाउंडेशन, एक साक्षात्कार में मिंट को बताया यह NQM क्वांटम एल्गोरिदम पर केंद्रित एक समर्पित पहल शुरू कर रहा है।

2022 Nasscom-Avasant रिपोर्ट के अनुसार, उद्योगों में क्वांटम प्रौद्योगिकियों को अपनाने से 2030 तक विनिर्माण, उच्च तकनीक, बैंकिंग और रक्षा क्षेत्रों के साथ 2030 तक भारतीय अर्थव्यवस्था में $ 280-310 बिलियन का मूल्य जोड़ सकता है।