क्वांटम कम्प्यूटिंग
आधुनिक कंप्यूटर
जैसा कि हमने पिछले विषय में देखा, कंप्यूटर का आवश्यक हिस्सा प्रोसेसर है और अधिक से अधिक जैसे-जैसे तकनीक बढ़ रही है और कंप्यूटिंग के क्षेत्र में इंजीनियरिंग में सुधार हो रहा है, प्रोसेसर छोटे और तेज हो गए हैं और इसके साथ ही चुनौतियों को जारी रखना है यही प्रक्रिया क्षमता घटाना और बढ़ाना आज सबसे बड़ी चुनौती है।
इस समस्या को हल करने के लिए जो विकल्प सामने आए उनमें से एक क्वांटम कंप्यूटर का विचार था। और क्वांटम कंप्यूटर क्या है? इसे क् लासिक कंप्यूटर (कॉमन कंप्यूटर) से क्या अलग बनाता है?
CQ (क्वांटम कंप्यूटर) और CC (कॉमन कंप्यूटर) के बीच मुख्य अंतर प्रोसेसिंग का तरीका है। इस कदर?! जैसा कि हमने पहले देखा है और हम "क्वांटम" शब्द से पहले से ही परिचित हैं कि सीक्यू केवल विद्युत धाराओं के साथ काम नहीं करेगा बल्कि परमाणुओं (प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉन, आदि) के साथ बिल्कुल काम करेगा!
स्वादिष्ट ! मेरा मानना है कि कुछ पहले से ही खुद से पूछ रहे होंगे... "माई गॉड! किस लिए?!" "मैं और कुछ नहीं समझता", ऐसा लगता है कि जैसे-जैसे हम इस एमक्यू विषय के साथ आगे बढ़ते हैं, चीजें आसान नहीं होतीं, लेकिन निराश न हों! विषय जितना कुछ डराता है और दूसरों को रूचि देता है, यह किसी विशिष्ट विषय को सीखने और अध्ययन करने का मजेदार हिस्सा है। यह आपके आवेदन को समझ रहा है और देख रहा है!
चूंकि इस साइट का कार्य जनता के लिए एमक्यू को "आसान" के रूप में स्थानांतरित करना है, यह वह जगह नहीं है जहां यह योजना समाप्त हो जाएगी। एक गहरी सांस लें और हम इसे चरण दर चरण सबसे सरल तरीके से समझाएंगे।
जिस तरह से सीसी काम करता है वह "बिट्स" (0 और 1 के) के साथ होता है और इन नंबरों का क्रम बारी-बारी से या उन सभी सूचनाओं को उत्पन्न नहीं करता है जो हमें कंप्यूटर या किसी भी इलेक्ट्रॉनिक उपकरण का उपयोग करने के लिए आवश्यक हैं। यह है। बहुत अलग नहीं, सीक्यू बिट्स के समान रूप का उपयोग करेगा, लेकिन एक अधिक जटिल और काफी "अनुकूलन योग्य" रूप, प्रसिद्ध "क्यूबिट" (क्वांटम बिट)।
क्यूबिट बायनेरिज़ (0 और 1) के सुपरपोज़िशन से ज्यादा कुछ नहीं है, याद रखें कि हमने MQ थीम में तरंगों के सुपरपोज़िशन के बारे में क्या कहा था? फिर! ठीक इसी तरह CQ की वसीयत जानकारी को प्रोसेस करती है। किसके लिए फिर भी यह है तैरते हुए, CQ न केवल यह मापने के द्वारा काम करता है कि क्या इसमें करंट है (1) या यदि इसमें कोई करंट (0) नहीं है, लेकिन यह "क्वांटम" भौतिक अवस्थाओं के माध्यम से अपना प्रसंस्करण करता है, जिसे प्राथमिक पदार्थ की संपत्ति के माध्यम से मापा जाता है, मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनों, जो इसे "स्पिन" कहा जाता है, अर्थात, सीक्यू 1 या . के साथ सूचना को संसाधित नहीं करता है 0 बल्कि 1 और 0 एक ही समय में, इसलिए (ओवरले)।
सीसी के विपरीत जो एक बार में एक बिट मापता है, यह या तो संख्या 1 या 0 है, दोनों एक ही समय में कभी नहीं। ऐसा करने से, अत्यधिक जटिल समस्याओं और कार्यों के लिए प्रसंस्करण संभावना तेजी से बढ़ जाती है, जिसके लिए बहुत बड़ी मात्रा में गणना और कई प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है और परिणामस्वरूप इन विभिन्न संभावित समाधानों को एक सेकंड के अंश में खोजने के लिए। नीचे दिए गए दो वीडियो आपको एक स्पष्ट विचार देंगे कि यह व्यवहार में कैसे काम करता है। नोट: उपशीर्षक चालू करें!
क्यूबिट कैसे बनाएं
क्वांटम कंप्यूटर कैसे बनाएं
क्वांटम कंप्यूटर के पीछे गणित
संक्षेप में, कंप्यूटर प्राथमिक कणों में हेरफेर करता है। और जिस तरह से हम इन प्राथमिक कणों को नियंत्रित करते हैं, वह हमें जटिल गणना करने की अनुमति देता है जिसके लिए घंटों या मिनटों में कई चरणों की आवश्यकता होती है। परमाणु स्तर पर इस जानकारी के उत्पादन को क्यूबिट कहा जाता है और यह इलेक्ट्रॉन की आंतरिक संपत्ति को नियंत्रित करके उत्पन्न होता है, जैसा कि पहले वीडियो में दिखाया गया है।
इसमें हेराफेरी स्पिन इस कण के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में विसर्जन के साथ किया जाता है, जहां यह क्षेत्र एक आवृत्ति का उत्सर्जन करता है, जिसे गुंजयमान आवृत्ति कहा जाता है। गुंजयमान आवृत्ति एक निश्चित सामग्री या कण के प्राकृतिक कंपन के समान कंपन को लागू करने के अलावा और कुछ नहीं है, और जब यह आवृत्ति लक्ष्य वस्तु तक पहुंचती है, तो यह इसे उत्तेजित कर देगी (इसकी ऊर्जा में वृद्धि) और सामान्य मोड में कंपन करना शुरू कर देगी। कि हम चाहते हैं।
इलेक्ट्रॉन के साथ ऐसा करने के बारे में दिलचस्प बात यह है कि हम राज्यों के एक सुपरपोजिशन का कारण बनते हैं जैसा कि दूसरे वीडियो में बताया गया है, सीसी केवल बिट्स को केवल 0 और 1 में होने की अनुमति देता है, क्यूबिट एक "लिम्बो" है जो इसे प्रबंधित करता है अंदर इन दो मानों के बीच मध्यवर्ती मान जैसे (0,1; 0.59; 0.90, आदि...)। यह QC के लिए डिज़ाइन किए गए सॉफ़्टवेयर के माध्यम से, पारंपरिक कंप्यूटर की तुलना में बहुत कम समय में अधिक जटिल और व्यापक परिणामों की व्याख्या करने की अनुमति देता है।
जैसा कि हमने दूसरे वीडियो में देखा, उदाहरण के लिए क्यूबिट्स |01> ; |10> जब सुपरइम्पोज्ड समय के एक अंश में अपने राज्यों को प्रस्तुत करेगा, अर्थात इन मूल्यों का प्रत्यावर्तन समय बीतने के अनुसार बदलता रहता है, इसलिए, सीक्यू भी एक बहुत ही "नाजुक" प्रणाली है क्योंकि इस प्रणाली में कोई भी बाहरी बदलाव पूरी तरह से जानकारी को संशोधित कर सकता है, और न केवल बाहरी कारकों की उपस्थिति बल्कि इन राज्यों के मापने तक का समय भी बहुत तेज है, जो माप करता है प्रक्रिया भी एक चुनौती है।
और अगर आपने पिछले वीडियो में स्पष्ट रूप से ध्यान नहीं दिया है तो आप सोच रहे होंगे... "टा! एक सुपर फास्ट कंप्यूटर जो जटिल गणना करने के लिए एक इलेक्ट्रॉन के कंपन को नियंत्रित करता है ... तो क्या? यह सब कितना व्यावहारिक है? क्या यह सुपर कंप्यूटर केवल जटिल गणित करने का काम करेगा?
संक्षिप्त उत्तर हां और नहीं है! सीक्यू होने का लाभ वास्तव में सीसी की तुलना में गणनाओं को बहुत बेहतर बनाने की क्षमता के कारण है, लेकिन यह ठीक इसी लाभ में है कि वैज्ञानिक ज्ञान के कुछ क्षेत्रों में कई चर, व्यापक समस्याएं और कई संभावनाओं को ह ल किया जा सकता है, CQ यह काम कुछ ही मिनटों में कर देगा।
मौसम की भविष्यवाणी जैसी समस्याओं को हल करने के लिए इस प्रकार की गणना को लागू करने के लिए कई उदाहरण हैं। पृथ्वी के वायुमंडल को समझने के लिए चर इतने अधिक हैं कि जब हम समाचार पर देखते हैं तो समाचार पत्र बारिश की संभावना की घोषणा करता है और कभी निश्चित नहीं होता है, साओ पाउलो में बारिश होने की 30% संभावना है, ऐसे दिन और वास्तव में हम पहले से ही इसका अनुभव कर चुके हैं, जितना अखबार कहता है कि एक दिन में बारिश होगी, शायद यह वास्तव में नहीं होगा।
ऐसा क्यों होता है?! केवल वायुमंडलीय प्रणाली की जटिलता के कारण, और यह जटिलता उन कारकों की मात्रा में है जो वातावरण को प्रभावित करते हैं, उदाहरण के लिए, बारिश, चाहे वह वायुमंडलीय दबाव हो, विशिष्ट क्षेत्र में तापमान, वायु घनत्व, वायु आर्द्रता, दबाव हो। अन्य क्षेत्रों में अंतर जो उस क्षेत्र को प्रभावित करते हैं जिसमें इसे मापा जाता है, और इसी तरह। इस तरह की गणनाओं में दशमलव स्थानों से फर्क पड़ता है खगोलीय, और अधिक दशमलव स्थान, मौसम जैसी गतिशील घटनाओं की भविष्यवाणी करने में त्रुटि का अंतर उतना ही कम होता है।
कमाल है ना?! अब तक यह सारी जानकारी आप तक पहुंच चुकी है, आप खुद से पूछ रहे होंगे "टा! तो क्या भविष्य में सभी कंप्यूटर क्वांटम बन जाएंगे?" इसका उत्तर यह है कि हम नहीं जानते और हम अभी कुछ नहीं कह सकते हैं। जैसा कि कुछ वीडियो में पहले ही उल्लेख किया गया है, CQ आज हमारे पास मौजूद कंप्यूटरों को पूरी तरह से प्रतिस्थापित नहीं करता है, लेकिन यह गारंटी है कि विशिष्ट कार्यों के लिए जिनका हमने पहले ही उल्लेख किया है, CQ का CC की तुलना में हास्यास्पद रूप से उच्च प्रदर्शन है, इसलिए CQ वास्तव में अगला है कंप्यूटिंग का विकास और वह सब जो इसके साथ जाता है। जैसा कि क्रिप्टोग्राफी के बारे में भी उल्लेख किया गया है, बहुत दूर के भविष्य में, जो कुछ भी हम वर्तमान में एन्क्रिप्टेड सिस्टम द्वारा संरक्षित मानते हैं, उसे सीक्यू द्वारा खतरा होगा, लेकिन जैसा कि नेरडोलोजिया वीडियो में दिखाया गया है, क्वांटम क्रिप्टोग्राफी पर पहले से ही अध्ययन किया जा रहा है, ठीक है इस नए प्रकार के कंप्यूटिंग के साथ इस सुरक्षा उल्लंघन की आपूर्ति करने के लिए।
संचार प्रक्रिया भी जब ये सीक्यू बड़े पैमाने पर निर्मित होते हैं, तो जिस तरह से वे एक-दूसरे के साथ सूचनाओं का आदान-प्रदान करते हैं, वह फोटॉन (प्रकाश) का उपयोग करते हुए वर्तमान संचार से पूरी तरह अलग होगा और क्वांटम सिद्धांत का परिणाम जिसे "क्वांटम एंटैंगलमेंट" या " बहुत नाजुक स्थिति"। बेशक, औपचारिक अवधारणा काफी दूर की कौड़ी है और इसे अभी और यहां पूरी तरह से समझना हमारे ऊपर नहीं है, लेकिन विचार यह है कि जब दो कण उप-परमाणु संरचनाएं एक-दूसरे के बहुत करीब हैं, उनके गुण जुड़े हुए हैं (यह अभी तक ज्ञात नहीं है कि यह कैसे और क्यों होता है), लेकिन इस घटना का पहले ही कई बार परीक्षण किया जा चुका है और प्रयोगात्मक रूप से सिद्ध किया गया है (अतिरिक्त वीडियो में इसे बेहतर तरीके से समझाने वाले वीडियो होंगे) .
उदाहरण के लिए, चलो एक प्राथमिक कण लेते हैं जिसे हम P1 और दूसरा P2 कहेंगे, जब हम इन दोनों कणों को एक साथ रखते हैं, तो उनके गुण जुड़े होते हैं, उलझाव को समझने के लिए क्वांटम, चलो इन दो कणों को बहुत बड़ी दूरी पर अलग करते हैं, चलो P2 लेते हैं और इसे नेपच्यून की सतह पर डालते हैं, उदाहरण के लिए, (पृथ्वी से नेपच्यून की दूरी लगभग है। 4,504,300,000 किमी)। इस उलझाव सिद्धांत के अनुसार, यदि हम पृथ्वी पर हमारे साथ रहने वाले P1 कण में कोई परिवर्तन करते हैं जो अज्ञात तरीके से नेपच्यून पर P2 कण के साथ जुड़ा हुआ है, तो यह P2 कण विपरीत प्रभाव से प्रतिक्रिया करेगा। हाथों हाथ! यही है, इस घटना ने स्पष्ट रूप से सापेक्षता के सिद्धांत को नजरअंदाज कर दिया जो कहता है कि ब्रह्मांड में सीमित गति प्रकाश की गति (300,000 किमी/सेकेंड) है। इसी कारण से सापेक्षता के सिद्धांत के रचयिता अल्बर्ट आइंस्टीन ने इसे कहा है घटना जैसे (घोस्टली एक्शन रेंजेड)। यह याद रखना कि भले ही यह घटना प्रयोगों के साथ पहले ही सच साबित हो चुकी हो, लेकिन यह सापेक्षता के सिद्धांत को अमान्य नहीं करती है। केवल हम अत्यंत भिन्न आयामों की परिघटनाओं से निपट रहे हैं, जिसमें सापेक्षता का सिद्धांत लागू नहीं होता है।
इंटरनेट जैसे कंप्यूटरों के बीच संचार के लिए इसे लागू करना जैसा कि हम आज जानते हैं, एक मौका है यदि आप a . से सुरक्षित कनेक्शन का उपयोग नहीं कर रहे हैं कोई आपकी सभी बातचीत, सूचना और इंटरनेट उपयोग की जासूसी कर रहा है और उसकी जासूसी कर रहा है। अब सीक्यू के लिए इन उलझे हुए फोटॉनों के साथ संचार किया जा सकता है। सिद्धांत के अनुसार, कोई भी शोर (या बाहरी एजेंट जो हस्तक्षेप करना चाहता है, जैसे कि संचार और इंटरनेट के संदर्भ में) जानकारी पूरी तरह से हाथापाई और पहचानने योग्य नहीं है, और यदि सत्यानाश भी नहीं किया गया है, तो इस कारण से QC अगला हो सकता है अपनी जानकारी के साथ गोपनीयता के मामले में अधिक सुरक्षित और अखंडता के लिए कंप्यूटरों का निर्माण करना और कुछ विशेषज्ञों के लिए यह वस्तुतः उल्लंघन योग्य प्रणाली है।
अब तक, यह आशा की जाती है कि आप, पाठक, हमारे वर्तमान समाज पर क्वांटम थ्योरी के प्रभाव को समझ गए हैं, हम लगातार इस पर निर्भर हैं और इसके अनुप्रयोग ज्ञान के सबसे विविध क्षेत्रों में पाए जाते हैं, चाहे सामग्री इंजीनियरिंग, रसायन विज्ञान, रासायनिक इंजीनियरिंग , इंजीनियरिंग सैन्य, चिकित्सा, दवा उद्योग, कई अन्य उदाहरणों में जहां इसे व्यापक रूप से लागू किया जाता है। क्या अपेक्षित है इस उपदेशात्मक सामग्री के अंत में आपको . की पूरी प्रक्रिया को समझना होगा क्वांटम सिद्धांत का निर्माण, इन घटनाओं के पीछे के मुख्य विचारों और सिद्धांतों को समझें और निश्चित रूप से समझें कि वे कहाँ लागू होते हैं, और शायद कम से कम इस विषय में आपकी रुचि जगाते हैं, क्योंकि कौन जानता है, बहुत दूर के भविष्य में आप एक नहीं होंगे अगले एक की खोज कौन करेगा। सिद्धांत जो आधुनिक विज्ञान की वैज्ञानिक अवधारणाओं को हिला देगा?!