जानें इसके पीछे का विज्ञान और तकनीक
माइक्रोसॉफ्ट ने बुधवार को अपने पहले क्वांटम कंप्यूटिंग चिप का अनावरण किया और संकेत दिया कि क्वांटम कंप्यूटिंग अब “दशकों नहीं, बल्कि कुछ वर्षों” में वास्तविकता बन सकती है। यह दावा गूगल और IBM जैसे अन्य तकनीकी दिग्गजों की भविष्यवाणियों के अनुरूप है, जो यह संकेत देता है कि कंप्यूटिंग तकनीक में एक क्रांतिकारी बदलाव पहले की अपेक्षा जल्दी आ सकता है।
कंपनी का मेजोराना 1 चिप आठ क्यूबिट्स—क्वांटम कंप्यूटिंग की मूल इकाइयों—को एक छोटे, स्टिकी-नोट आकार के हार्डवेयर में समाहित करता है। माइक्रोसॉफ्ट का लक्ष्य इस चिप को आधार बनाकर ऐसी प्रणालियों का निर्माण करना है जो एक मिलियन क्यूबिट्स तक समर्थन कर सकें। हालांकि वर्तमान में यह चिप केवल गणितीय समस्याओं को हल करने में सक्षम है जो इसकी कार्यक्षमता को सत्यापित करती हैं, इंजीनियरों का मानना है कि यह भविष्य की क्वांटम प्रगति के लिए नींव तैयार करता है।
सत्या नडेला का ट्वीट:
“हम में से ज्यादातर लोग यह सीखते हुए बड़े हुए हैं कि पदार्थ के तीन मुख्य रूप होते हैं: ठोस, द्रव और गैस। आज यह बदल गया। लगभग 20 साल की खोज के बाद, हमने एक पूरी तरह से नया रूप बनाया है…”
(सत्या नडेला, 19 फरवरी 2025)
माइक्रोसॉफ्ट की यह सफलता क्वांटम कंप्यूटिंग को संभव बनाने वाली विशेष कणों के उपयोग में प्रगति का संकेत देती है, जो डेटा सेंटर अनुप्रयोगों और रसायन विज्ञान व स्वास्थ्य जैसे क्षेत्रों में नवाचार ला सकती है। कंपनी का कहना है कि मेजोराना 1 चिप अन्य तकनीकों की तुलना में त्रुटियों के प्रति अधिक प्रतिरोधी है, और इसका समर्थन करने वाला एक शोध पत्र जल्द ही ‘नेचर’ जर्नल में प्रकाशित होगा।
मेजोराना 1 पहला क्वांटम प्रोसेसिंग यूनिट (QPU) है जो टोपोलॉजिकल कोर पर आधारित है और इसे एक ही चिप में एक मिलियन क्यूबिट्स तक स्केल करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
मेजोराना जीरो मोड क्या है?
माइक्रोसॉफ्ट के शोध को समझने के लिए, मेजोराना जीरो मोड्स (MZMs) को कुछ विशेष सुपरकंडक्टिंग तारों के सिरों पर उत्पन्न होने वाली खास क्वांटम अवस्थाओं के रूप में देखें। सामान्य कणों के विपरीत, जिनके पदार्थ और प्रतिपदार्थ अलग-अलग होते हैं, मेजोराना कण अपने ही प्रतिपदार्थ होते हैं।
क्वांटम कंप्यूटिंग में, कई MZMs मिलकर सूचनाओं को संग्रहित कर सकते हैं। वैज्ञानिक इन कणों को एक-दूसरे के चारों ओर सावधानी से घुमाकर—जिसे ‘ब्रेडिंग’ कहते हैं—गणनाएं कर सकते हैं। यह विधि अत्यधिक स्थिर और त्रुटि-प्रतिरोधी है, जिससे यह शक्तिशाली क्वांटम कंप्यूटर बनाने का एक आशाजनक तरीका बन जाता है।
माइक्रोसॉफ्ट का प्रयोग: फर्मियन पैरिटी मापना
मेजोराना कणों का उपयोग करके क्वांटम कंप्यूटर बनाने के लिए, वैज्ञानिकों को उनकी अवस्था को विश्वसनीय रूप से मापने का तरीका चाहिए। माइक्रोसॉफ्ट का नवीनतम प्रयोग इसी पर केंद्रित है।
शोधकर्ताओं ने दो सामग्रियों—इंडियम आर्सेनाइड (एक सेमीकंडक्टर) और एल्यूमीनियम (एक सुपरकंडक्टर)—का उपयोग करके एक विशेष उपकरण बनाया। यह संरचना उन्हें ‘फर्मियन पैरिटी’ नामक एक महत्वपूर्ण गुण को मापने में सक्षम बनाती है, जो यह बताता है कि सिस्टम में इलेक्ट्रॉनों की संख्या सम या विषम है।
इसके लिए, उन्होंने सुपरकंडक्टिंग तार को क्वांटम डॉट्स—इलेक्ट्रॉनों को नियंत्रित करने वाले छोटे क्षेत्रों—से जोड़ा। क्वांटम डॉट्स में परिवर्तनों को देखकर, वैज्ञानिकों ने फर्मियन पैरिटी में बदलाव को बहुत सटीकता से मापा। उनके परिणामों में केवल 1 प्रतिशत की त्रुटि दर देखी गई, जिससे यह साबित हुआ कि यह विधि मेजोराना कणों के अध्ययन और क्वांटम कंप्यूटिंग को आगे बढ़ाने में प्रभावी है।
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