की वर्डस : क्वांटम कंप्यूटिंग, क्वांटम टेक्नोलॉजीज और एप्लिकेशन पर राष्ट्रीय मिशन, पारंपरिक कंप्यूटिंग, आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस, जटिलता, तकनीकी उपलब्धता, विश्व आर्थिक मंच (डब्ल्यूईएफ), औद्योगिक क्रांति 4.0, साइबर सुरक्षा, क्वांटम-सक्षम विज्ञान और प्रौद्योगिकी (क्यूईएसटी), 'क्वांटम कंप्यूटर सिम्युलेटर (क्यूसिम) टूलकिट'।

संदर्भ:

• क्वांटम कंप्यूटर नई वैज्ञानिक खोजों, जीवन रक्षक दवाओं, आपूर्ति श्रृंखलाओं, रसद और वित्तीय डेटा के मॉडलिंग में सुधार के लिए नए अवसर पैदा कर सकता हैं।

क्वांटम कम्प्यूटिंग क्या है?

• क्वांटम कंप्यूटिंग एक तेजी से उभरती हुई तकनीक है जो पारंपरिक (classical) कंप्यूटरों के लिए बहुत जटिल समस्याओं को हल करने के लिए क्वांटम यांत्रिकी के नियमों का उपयोग करती है।
• क्वांटम कंप्यूटिंग कंप्यूटर विज्ञान का एक क्षेत्र है जो क्वांटम के सिद्धांतों का उपयोग करता है। क्वांटम सिद्धांत परमाणु और उप-परमाणु स्तरों पर ऊर्जा और सामग्री के व्यवहार की व्याख्या करता है।
• क्वांटम कंप्यूटिंग इलेक्ट्रॉनों या फोटॉनों जैसे उप-परमाणु कणों का उपयोग करता है। क्वांटम बिट्स, या क्यूबिट्स, इन कणों को एक ही समय में एक से अधिक आस्थाओं (यानी, 1 और 0) में मौजूद होने की अनुमति देते हैं।
• सैद्धांतिक रूप से, लिंककिए गए क्यूबिट्स "गणना करने के लिए अपने तरंग जैसी क्वांटम अवस्थाओं के बीच हस्तक्षेप का फायदा उठा सकते हैं जिनमे अन्यथा लाखों साल लग सकते हैं।

क्वांटम और पारंपरिक कंप्यूटिंग के बीच अंतर:

	पारंपरिक कंप्यूटिंग	क्वांटम कंप्यूटिंग
1.	पारंपरिक कंप्यूटिंग की विद्युत सर्किट पारंपरिक घटना पर आधारित है जो किसी दिए गए समय पर एक ही अवस्था में होती है, या तो चालू या बंद होती है।	क्वांटम कंप्यूटिंग क्वांटम यांत्रिकी की घटना पर आधारित है, जैसे कि सुपरपोजिशन और जटिलता(entanglement)वह घटना जहां एक समय में एक से अधिक अवस्था में होना संभव है।
2.	इसमें सूचना भंडारण और हेरफेर "बिट" पर आधारित है, जो वोल्टेज या चार्ज पर आधारित है;  0 या 1 के रूप में।	सूचना भंडारण और हेरफेर क्वांटम बिट या "क्यूबिट्स" पर आधारित है, जो इलेक्ट्रॉन के स्पिन या एकल फोटॉन के ध्रुवीकरण पर आधारित है।
3.	सर्किट का व्यवहार पारंपरिक भौतिकी द्वारा नियंत्रित होता है।	सर्किट का व्यवहार क्वांटम भौतिकी या क्वांटम यांत्रिकी द्वारा नियंत्रित होता है।
4.	पारंपरिक कंप्यूटिंग बाइनरी कोड का उपयोग करते हैं - 0 या 1 बिट्स जानकारी को प्रदर्शित करते हैं।	क्वांटम कंप्यूटिंग जानकारी का प्रतिनिधित्व करने के लिए क्यूबिट्स यानी 0, 1 और 0 और 1 दोनों की सुपरपोजिशन स्थिति का उपयोग करती है।
5.	पूरक धातु-ऑक्साइड-अर्धचालक (सीएमओएस) ट्रांजिस्टर पारंपरिक कंप्यूटर के बुनियादी बिल्डिंग ब्लॉक हैं।	सुपरकंडक्टिंग क्वांटम इंटरफेरेंस डिवाइस या स्क्विड या क्वांटम ट्रांजिस्टर क्वांटम कंप्यूटर के बुनियादी बिल्डिंग ब्लॉक हैं।
6.	पारंपरिक कंप्यूटरों में, डेटा प्रोसेसिंग सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट या सीपीयू में किया जाता है, जिसमें अरिथ्मटिक और लॉजिकल यूनिट (एएलयू), प्रोसेसर रजिस्टर और एक कण्ट्रोल यूनिट होती है।	क्वांटम कंप्यूटरों में, डेटा प्रोसेसिंग क्वांटम प्रोसेसिंग यूनिट या क्यूपीयू में किया जाता है, जिसमें कई इंटरकनेक्टेड क्यूबिट्स होते हैं।

अनुप्रयोग:

क्वांटम कंप्यूटिंग एक स्वाभाविक रूप से बहुआयामी क्षेत्र है, जो भौतिकी और गणित से लेकर इंजीनियरिंग और कंप्यूटर विज्ञान तक विषयों की एक विविध श्रृंखला में फैला हुआ है। जैसे-

• आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस

• पहले से ही विभिन्न क्षेत्रों में एआई के कई अनुप्रयोग हैं। इनमें हेल्थकेयर, ई-कॉमर्स, एजुकेशन, फाइनेंस, सिक्योरिटी और मीडिया आदि शामिल हैं।
• क्वांटम कंप्यूटिंग एआई प्रयासों में एक महत्वपूर्ण मदद हो सकती है। एआई विकास के लिए मशीन लर्निंग के लिए विशाल मात्रा में डेटा के प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है। क्वांटम कंप्यूटिंग एआई के पैटर्न को पहचानने और निर्णय लेने में बेहतर बनाने में मदद करता है।
• यद्यपि क्लासिकल कंप्यूटिंग अपना काम कर रही है, फिर भी एआई क्वांटम तकनीक से बहुत लाभान्वित होगा। तेज प्रोसेसिंग से बेहतर एआई परफॉर्मेंस हो सकती है। आखिरकार, इसके परिणामस्वरूप एआई से अधिक मानव जैसी प्रतिक्रियाएं हो सकती हैं।

• फार्मास्युटिकल:

• क्वांटम कंप्यूटिंग नए अणुओं और संबंधित प्रक्रियाओं की खोज की समय सीमा को कुछ दिनों तक कम कर सकती है।
• दवा की खोज से लेकर वैक्सीन परीक्षण तक, क्वांटम कंप्यूटिंग का उपयोग करके कई प्रयासों को बढ़ाया, बेहतर और तेजी से ट्रैक किया जा सकता है।

• वित्तीय:

• वित्तीय प्रक्रियाएं अक्सर बहुत सारी जटिल गणितीय प्रक्रियाओं पर निर्भर करती हैं। क्वांटम कंप्यूटिंग बाजार गतिविधि के अधिक सटीक सिमुलेशन और भविष्यवाणियां करने में मदद कर सकती है।
• क्रेडिट जोखिम विश्लेषण, जिसमें कई और पैरामीटर शामिल हैं, क्वांटम कंप्यूटिंग के साथ कहीं अधिक सटीक हो सकते हैं।
• बैंकिंग और वित्तीय दिग्गज इस उभरती तकनीक के संभावित अनुप्रयोगों को पहचानते हैं जेपी मॉर्गन चेस और वेल्स फारगो ने पहले ही क्वांटम कंप्यूटिंग में निवेश किया है, जिससे वित्त का भविष्य मजबूत हो गया है।

• साइबर सुरक्षा और सुरक्षित संचार:

• साइबर सुरक्षा खतरों का मुकाबला करने के लिए विभिन्न तकनीकों को कुछ क्वांटम मशीन लर्निंग दृष्टिकोणों का उपयोग करके विकसित किया जा सकता है और कोड को क्रैक करने के लिए समय कम किया जा सकता है।

• मौसम पूर्वानुमान और आपदा प्रबंधन:

• सुनामी, सूखा, भूकंप और बाढ़ क्वांटम अनुप्रयोगों के साथ अधिक अनुमानित हो सकते हैं।
• जलवायु परिवर्तन के संबंध में डेटा के संग्रह को क्वांटम प्रौद्योगिकी के माध्यम से बेहतर तरीके से सुव्यवस्थित किया जा सकता है।

चुनौतियां:

• जटिलता:

• पहला मुद्दा क्वांटम कंप्यूटिंग प्रक्रियाओं की जटिलता है। क्वांटम कंप्यूटर इंजीनियर और प्रोग्राम के लिए मुश्किल हैं।
• इस प्रकार आवश्यक मशीनरी को संचालित करने और बनाए रखने के लिए कुशल व्यक्तियों को ढूंढना चुनौतीपूर्ण हो जाता है।

• स्थिरता:

• क्यूबिट्स केवल क्रायोजेनिक तापमान पर स्थिर होते हैं, और केवल सरकारें और बड़े निगम परिसर में क्वांटम कंप्यूटर रखने की उम्मीद की जा सकती हैं।

• असुरक्षित संचार:

• क्वांटम कंप्यूटिंग का अंधेरा पक्ष विघटनकारी प्रभाव है जो क्रिप्टोग्राफिक एन्क्रिप्शन पर होगा, जो संचार और कंप्यूटर को सुरक्षित करता है।

• गोपनीयता:

• एन्क्रिप्शन बहुत बड़ी अभाज्य संख्याओं पर निर्भर करता है, जो उन बीजों के रूप में काम करते हैं जिनसे क्रिप्टोग्राफिक कुंजी उत्पन्न होती हैं और पार्टियों द्वारा बातचीत के लिए आदान-प्रदान की जाती हैं। यदि एन्क्रिप्शन और डिक्रिप्शन की बाधाओं को तेजी से शक्तिशाली कंप्यूटरों द्वारा समान किया जाता है, तो ऑनलाइन गोपनीयता समाप्त हो जाएगी।

क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए भारत की दौड़:

• भारत 2020 में राष्ट्रीय क्वांटम प्रौद्योगिकी और अनुप्रयोग मिशन की स्थापना करके औपचारिक रूप से क्वांटम कंप्यूटिंग की दौड़ में शामिल हो गया।
• विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग ने बुनियादी ढांचे को बिछाने और क्षेत्र में अनुसंधान की सुविधा के लिए 80 करोड़ रुपये का निवेश करने के लिए क्वांटम-सक्षम विज्ञान और प्रौद्योगिकी (क्यूईएसटी) पहल शुरू की।
• इलेक्ट्रॉनिक्स और सूचना प्रौद्योगिकी मंत्रालय (एमईआईटीवाई) ने भारत में शिक्षाविदों, उद्योग के पेशेवरों, छात्रों और वैज्ञानिक समुदाय को पहला क्वांटम विकास वातावरण प्रदान करने के लिए 'क्वांटम कंप्यूटर सिम्युलेटर (क्यूसिम) टूलकिट' लॉन्च किया।
• 2021 में घोषित आईबीएम क्वांटम रोडमैप के अनुसार, आईबीएम ने अपना पहला 127-क्यूबिट प्रोसेसर शुरू किया। 2022 में, आईबीएम ने अपने क्वांटम रोडमैप को और भी आगे बढ़ाया ताकि यह स्पष्ट रूप से बताया जा सके कि हम घर्षण रहित क्वांटम कंप्यूटिंग की दिशा में एक रास्ता कैसे लाएंगे।

क्वांटम कम्प्यूटिंग गवर्नेंस पर विश्व आर्थिक मंच (डब्ल्यूईएफ):

विश्व आर्थिक मंच (डब्ल्यूईएफ) ने क्वांटम कंप्यूटिंग के बहु-उद्योग अनुप्रयोगों पर विचार करते समय कुछ सिद्धांतों का सुझाव दिया जो महत्वपूर्ण हैं:

• इनमें गोपनीयता, साइबर सुरक्षा, खुले नवाचार और स्थिरता शामिल हैं।
• मानव पूर्वाग्रहों को रोकने और जिम्मेदार व्यवहार सुनिश्चित करने के लिए मूल मूल्यों के एक सेट की भी पहचान की गई है।
• इसके डिजाइन और इसके उपयोग और परिणामों दोनों में मानव जवाबदेही सुनिश्चित करने के लिए तंत्र का विकास करना शामिल किया गया है

आगे की राह :

• जबकि क्वांटम कंप्यूटिंग में वास्तविक दुनिया के मुद्दों से निपटने के तरीके में क्रांतिकारी बदलाव करने की भारी क्षमता है, फिर भी पहले इससे सम्बंधित निपटने के लिए कई कठिन इंजीनियरिंग चुनौतियां हैं, जैसे कंपनियों को कार्यस्थल में इसका उपयोग कब किया जाएगा, इसके लिए कोई समय सीमा नहीं है।
• भारत विश्व स्तर पर क्वांटम प्रौद्योगिकी क्रांति में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने के लिए तैयार है। आईबीएम प्रतिभा और कौशल परिदृश्य को विकसित करके और उद्योग, व्यापार, शिक्षा और सरकार के साथ एक पारिस्थितिकी तंत्र का निर्माण करके भारत अपने क्वांटम एजेंडे को आगे बढ़ाने में मदद करने के लिए प्रतिबद्ध है। सरकार कुछ सबसे महत्वपूर्ण चुनौतियों को हल करने में मदद करने के लिए जीवंत भारतीय प्रतिभा और विशेषज्ञता पर भरोसा कर रही है।

स्रोत: The Hindu