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वैज्ञानिकों की कार्यक्षमता 65000 वर्ष हो गई
यह जानकारी मूल रूप से Hartmut Neven: Founder and Lead, Google Quantum AI और Vadim Smelyanskiy: Director, Quantum Pathfinding, Google Quantum AI द्वारा दी गई है जिसे उपदेश अवस्थी द्वारा संपादित किया गया। Google ने एक ऐसे आविष्कार की घोषणा की है, जो Google का नाम इतिहास में दर्ज करवा देगी। आने वाले सैकड़ो सालों तक हजारों वैज्ञानिक Google के इंजीनियर का धन्यवाद देंगे, क्योंकि गूगल के इस आविष्कार के माध्यम से वह दुनिया में ऐसे परिवर्तन करने में सफल हो जाएंगे जो शायद पूरी दुनिया को ही बदल देंगे।
हजार साल पहले तक एक आविष्कार को पूरा होने में कई वैज्ञानिकों का जीवन खर्च हो जाता था। गूगल के इस नए अविष्कार से एक वैज्ञानिक अपने जीवन में इतना काम कर सकता है जितना काम करने के लिए उसे 65000 वर्ष की जरूरत है। दुनिया में एक नई क्रांति का माध्यम बनने जा रही इस तकनीक का नाम है Google Quantum Echoes, जो दुनिया के सबसे तेज सुपर कंप्यूटर के classical algorithm से 13000 गुना अधिक तेजी से काम करता है।
Google Quantum Echoes से क्या फायदा होगा
Google Quantum Echoes से क्या फायदा होगा और कितने प्रकार के फायदे होंगे, फिलहाल इसका अनुमान लगाना भी मुश्किल है लेकिन हमारे आसपास जो दिखाई देता है उसके आधार पर कहा जा सकता है कि, अब वैज्ञानिक इस प्रकार की लिथियम आयन बैटरी बना सकेंगे जिसको शायद 100 साल में एक बार रिचार्ज करने की जरूरत पड़े। आपकी कार के लिए ऐसी बैटरी बनाई जा सकती है जो पृथ्वी का पूरा चक्कर लगाने के बाद भी खत्म ना हो। सिर्फ इतना ही नहीं और भी बहुत कुछ किया जा सकता है:-
अब किसी वायरस के कारण लॉकडाउन नहीं होगा
हाल ही में पूरी दुनिया कोरोनावायरस लॉकडाउन से गुजरी है। एक छोटे से वायरस ने हमारी जिंदगी के 3-4 महत्वपूर्ण साल खत्म कर दिए और लाखों लोगों की तो जिंदगी ही खत्म कर दी। यह सब कुछ इसलिए हुआ क्योंकि हमने वायरस की पहचान तो कर ली थी लेकिन वैक्सीन नहीं बन पा रहे थे। Google Quantum Echoes की मदद से अब एक दिन के भीतर वैक्सीन बनाई जा सकेगी। ऐसे किसी भी वायरस के कारण दुनिया 1 घंटे के लिए भी नहीं रुकेगी।
बिजली गिरे या बम ब्लास्ट, घर को नुकसान नहीं होगा
Google Quantum Echoes की मदद से वैज्ञानिक ऐसा बिल्डिंग मटेरियल बना सकते हैं, जिसके माध्यम से दुनिया का सबसे मजबूत और सुरक्षित घर बनाया जा सकेगा। आज घरेलू रसोई गैस सिलेंडर के ब्लास्ट हो जाने से घर के परखच्चे उड़ जाते हैं, लेकिन भविष्य में ऐसा घर बनाया जा सकेगा जिसकी छत पर बिजली गिरे या बम ब्लास्ट हो जाए, घर के अंदर टीवी पर अपनी पसंदीदा फिल्म देख रही फैमिली को फर्क नहीं पड़ेगा।
बिजली की कीमतों में भारी गिरावट आ जाएगी
Google Quantum Echoes की मदद से ऐसे अद्भुत इलेक्ट्रिक वायर बनाए जा सकते हैं जो बिना लाइन लॉस के इलेक्ट्रिसिटी को हजारों किलोमीटर दूर पहुंचा सकते हैं। आज की तारीख में बिजली केवल इसलिए महंगी है क्योंकि बिजली का उत्पादन हमेशा लोकल लेवल पर करना पड़ता है। दुनिया के किसी एक हिस्से में यदि बिजली का सरप्लस प्रोडक्शन हो रहा है तो, प्रोडक्शन बंद करना पड़ता है क्योंकि इलेक्ट्रिसिटी को बड़े पैमाने पर स्टोर नहीं किया जा सकता। वही दुनिया के दूसरे हिस्से में इलेक्ट्रिसिटी की डिमांड तो होती है लेकिन प्रोडक्शन नहीं होने के कारण सप्लाई नहीं मिलती। Quantum Echoes की मदद से बनने वाले नए इलेक्ट्रिक वायर से बिना लाइन लॉस के इलेक्ट्रिसिटी को हजारों किलोमीटर दूर ट्रांसफर किया जा सकता है। इस प्रकार बिजली दुनिया के किसी भी कोने में पहुंचाई जा सकती है और इसके परिणाम स्वरुप बिजली की कीमतों में भारी गिरावट आ जाएगी।
Quantum Echoes के बारे में आधिकारिक एवं विस्तृत जानकारी
1. verifiable quantum advantage: अभूतपूर्व उपलब्धि
आज जिस रिसर्च की घोषणा की गई है, वह इतिहास में पहली बार दर्शाती है कि एक quantum computer ने hardware पर एक verifiable algorithm सफलतापूर्वक चलाया है, जिसने सबसे तेज़ classical supercomputers को भी पीछे छोड़ दिया है।
गति (Speed) और क्षमता (Capability)
• 13,000x Faster: Quantum Echoes algorithm को Willow chip पर चलाने पर यह दुनिया के सबसे तेज़ supercomputers में से एक पर चलने वाले सर्वश्रेष्ठ classical algorithm की तुलना में 13,000 गुना (13,000 times faster) अधिक तेज़ चला।
• दशकों का काम (Decades of Work): यह सफलता दशकों के काम और छह वर्षों के प्रमुख breakthrough पर आधारित है। 2019 में यह दिखाया गया था कि एक quantum computer एक ऐसी समस्या हल कर सकता है जिसे सबसे तेज़ supercomputer को हल करने में हज़ारों साल लगेंगे।
सत्यापन की योग्यता (Verifiability)
"Verifiable Quantum Advantage" का मतलब है कि यह गणना न केवल तेज़ है, बल्कि इसके परिणाम सत्यापन योग्य (verifiable) हैं।
• दोहराव (Repeatability): Quantum verifiability का मतलब है कि परिणाम को हमारे quantum computer—या उसी क्षमता (same caliber) वाले किसी भी अन्य quantum computer—पर दोहराया जा सकता है ताकि उत्तर की पुष्टि हो सके।
• परिशुद्धता और जटिलता (Precision and Complexity): यह Quantum Echoes algorithm एक नए वर्ग की चुनौती का प्रतिनिधित्व करता है क्योंकि यह एक physical experiment को model करता है। यह algorithm न केवल complexity बल्कि अंतिम गणना में precision (सटीकता) के लिए भी परीक्षण करता है।
2. the quantum echoes algorithm (otoc)
इस breakthrough का केंद्र Quantum Echoes नामक algorithm है, जिसे out-of-order time correlator (OTOC) algorithm भी कहा जाता है।
यह कैसे काम करता है (Mechanism)
यह नई तकनीक एक अत्यधिक उन्नत 'echo' की तरह काम करती है।
1. Forward Operation: quantum system (Willow chip पर qubits) में एक carefully crafted signal भेजा जाता है।
2. Perturbation: एक qubit को perturb (परेशान/विचलन) किया जाता है।
3. Reverse Evolution: इसके बाद signal के evolution को precisely reverse किया जाता है।
4. Measurement: अंत में, वापस आने वाले "echo" को सुना जाता है और परिणाम measure किया जाता है।
यह quantum echo इसलिए ख़ास है क्योंकि यह constructive interference (एक घटना जहाँ quantum waves मिलकर मज़बूत हो जाती हैं) के माध्यम से amplified (प्रवर्धित) होता है। इससे measurement अविश्वसनीय रूप से sensitive बन जाता है।
हार्डवेयर की आवश्यकताएँ (Hardware Requirements)
Quantum Echoes algorithm का यह कार्यान्वयन (implementation) Willow chip में हुए advances के कारण संभव हुआ है। इतनी सटीकता (precision) और जटिलता (complexity) प्रदान करने के लिए, hardware में दो मुख्य विशेषताएँ होनी चाहिए: extremely low error rates और high-speed operations.
3. वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोग (Towards Real-World Application)
यह सफलता quantum computers को वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों के लिए एक उपकरण बनाने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।
प्राकृतिक प्रणालियों की संरचना (Structure of Natural Systems)
• Quantum Echoes algorithm प्रकृति में systems की structure को समझने में उपयोगी हो सकता है, जिसमें molecules से लेकर magnets और black holes तक शामिल हैं।
• Quantum computers, atoms और particles की बातचीत (interactions) और molecules की structure (या shape) जैसी quantum mechanical phenomena को model करने में सहायक होंगे।
आणविक संरचना और NMR (Molecular Structure and NMR)
वैज्ञानिक molecules की chemical structure को समझने के लिए Nuclear Magnetic Resonance (NMR) का उपयोग करते हैं- यह वही विज्ञान है जो MRI technology के पीछे है।
• Molecular Microscope: NMR एक "molecular microscope" के रूप में कार्य करता है, जो हमें परमाणुओं (atoms) की relative position को देखने की शक्ति देता है।
• Molecular Ruler: एक अलग proof-of-principle experiment में, एक नई तकनीक जिसे "molecular ruler" कहा गया है, ने दिखाया कि यह आज के तरीकों की तुलना में लंबी दूरी (longer distances) को measure कर सकता है, जिससे chemical structure के बारे में अधिक जानकारी मिलती है।
• सत्यापन (Validation): UC Berkeley के साथ साझेदारी में किए गए प्रयोग में, Willow chip पर Quantum Echoes algorithm का उपयोग 15 और 28 परमाणुओं वाले molecules का अध्ययन करने के लिए किया गया था। Quantum computer के परिणाम पारंपरिक NMR से मेल खाते थे और ऐसी जानकारी प्रकट हुई जो आमतौर पर NMR से उपलब्ध नहीं होती। यह इस दृष्टिकोण का महत्वपूर्ण validation है।
भविष्य में उपयोग (Future Use)
Quantum computing-enhanced NMR drug discovery (दवा की खोज) में एक शक्तिशाली उपकरण बन सकता है, यह निर्धारित करने में मदद करता है कि संभावित दवाएं अपने लक्ष्यों से कैसे बंधती हैं। इसके अलावा, यह materials science में भी उपयोगी होगा, जैसे polymers, battery components, या quantum bits (qubits) को बनाने वाली सामग्रियों की आणविक संरचना (molecular structure) की विशेषता बताने में।
यह उपलब्धि medicine और materials science जैसे क्षेत्रों में प्रमुख खोजों को आगे बढ़ाने के लिए quantum computers के उपयोग के लिए रास्ता खोलती है।