क्वांटम कम्प्यूटिंग की अचिल्स की एड़ी: टेक दिग्गज एक त्रुटि संकट से निपट रहे हैं

कंपनी क्वांटम कंप्यूटरों की वर्तमान पीढ़ी पर जोर देती है, जो क्वबिट्स का उपयोग करती हैं, अक्सर त्रुटियों में चलती हैं, जिन्हें वे अपने दम पर हल नहीं कर सकते। “विश्वसनीय क्वांटम कंप्यूटिंग को पूर्ण ढेर पर प्रगति की आवश्यकता होती है, त्रुटि सुधार से हार्डवेयर तक। नए 4 डी कोड के साथ त्रुटि दर 1,000x को कम करने के साथ, और एटम कम्प्यूटिंग के साथ हमारे सह-डिजाइन किए गए क्वांटम सिस्टम, हम उपयोगिता-पैमाने पर क्वांटम को पहले से ज्यादा करीब ला रहे हैं,” सत्य नडेला, माइक्रोसॉफ्ट चेयरमैन और सीईओ कहते हैं।

एटम कम्प्यूटिंग स्केलेबल क्वांटम कंप्यूटर बनाता है।

एक क्वांटम कंप्यूटर, पारंपरिक, परिचित कंप्यूटरों के साथ तुलना में, जटिल समस्याओं को हल करने में सक्षम होने के लिए अधिक कंप्यूटिंग शक्ति को पैक करता है। गणना करने के लिए, पारंपरिक कंप्यूटर बिट्स में जानकारी संग्रहीत करते हैं (यानी, 0 और 1)। क्वांटम कम्प्यूटिंग को क्वबिट्स के आसपास बनाया गया है जो एक ही समय में दोनों करते हैं (श्रोडिंगर की बिल्ली की तरह थोड़ा)।

वे पारंपरिक कंप्यूटर, कम से कम काम और घर के उपयोग को बदलने के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए हैं। एक 2024 फिल्म के डर को इंगित कर सकता है, और नेटफ्लिक्स ‘2023 मूवी हार्ट ऑफ स्टोन के रूप में, क्वांटम की भविष्यवाणी के रूप में।

Microsoft के चार-आयामी ज्यामितीय कोड को गणना के लिए कम भौतिक qubits की आवश्यकता होती है, त्रुटियों की तेजी से जांच कर सकते हैं, और कथित तौर पर त्रुटि दरों में 1,000-गुना कमी वापस कर दी है। त्रुटि का पता लगाने और सुधार के इस ढांचे के लिए आशा है, जो विभिन्न प्रकार के क्वबिट्स के अनुकूल हो सकता है, जिससे तकनीक वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों के लिए अधिक बहुमुखी और व्यावहारिक हो जाती है।

Microsoft के दृष्टिकोण का महत्व ओवरस्टेट नहीं किया जा सकता है। पारंपरिक क्वांटम त्रुटि सुधार विधियों ने क्वांटम जानकारी को बनाए रखते हुए क्वांटम जानकारी की रक्षा के बीच एक नाजुक संतुलन के साथ संघर्ष किया है जो क्वांटम कंप्यूटिंग को शक्तिशाली बनाते हैं।

वे एकमात्र तकनीकी दिग्गज नहीं हैं जो क्वांटम कंप्यूटिंग में त्रुटियों से निपट रहे हैं।

आईबीएम, इस महीने, आईबीएम क्वांटम स्टारलिंग के लिए एक रोडमैप विस्तृत है, जो वे कहते हैं कि दुनिया का पहला बड़े पैमाने पर गलती-सहिष्णु क्वांटम कंप्यूटर है। यह IBM के नए क्वांटम डेटा सेंटर के हिस्से के रूप में 2029 तक वितरित किए जाने की उम्मीद है।

आईबीएम के अध्यक्ष और सीईओ, अरविंद कृष्णा ने कहा, “गणित, भौतिकी और इंजीनियरिंग में हमारी विशेषज्ञता बड़े पैमाने पर, फॉल्ट-सहिष्णु क्वांटम कंप्यूटर के लिए मार्ग प्रशस्त कर रही है-एक जो वास्तविक दुनिया की चुनौतियों को हल करेगा और व्यापार के लिए अपार संभावनाओं को अनलॉक करेगा।”

क्वांटम कंप्यूटिंग एक महत्वपूर्ण मोड़ पर है। Qubits अपने पर्यावरण के प्रति बेहद संवेदनशील हैं। सबसे छोटी गड़बड़ी, विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप से लेकर तापमान में उतार -चढ़ाव तक, उन्हें “डेकोरे” का कारण बन सकता है। इसका मतलब है, वे अपने क्वांटम गुणों को खो देते हैं और अनिवार्य रूप से शास्त्रीय बिट्स बन जाते हैं। उस स्तर पर, क्वांटम कम्प्यूटेशन त्रुटियों का उत्पादन करते हैं।

चुनौती तकनीकी और गणितीय दोनों है। चूंकि क्वांटम राज्यों को कंप्यूटर पर डेटा की तरह कॉपी नहीं किया जा सकता है, इसलिए क्वांटम त्रुटि सुधार तेजी से अधिक जटिल हो जाता है।

Microsoft सावधानी की भावना के साथ इस विकास का आकलन कर रहा है।

“हम विश्वसनीय क्वांटम कंप्यूटिंग के शुरुआती चरणों में हैं, और इस तकनीक का प्रभाव अभी-अभी महसूस किया जाएगा। व्यावहारिक अनुप्रयोगों का खुलासा करना शुरू हो जाएगा क्योंकि विभिन्न उद्योगों में शोधकर्ता क्वांटम आर्किटेक्चर, एल्गोरिदम और अनुप्रयोगों के बीच बातचीत का पता लगाने के लिए एक सह-डिजाइन दृष्टिकोण अपनाते हैं,” माइक्रोस्टा सवोर, तकनीकी साथी, उन्नत क्वांटम डेवलपमेंट के बीच इंटरैक्शन का पता लगाने के लिए।

इससे पहले वर्ष में, Microsoft की क्वांटम कंप्यूटिंग आकांक्षाओं ने मेजराना 1 चिप के साथ महत्वपूर्ण फॉरवर्ड मूवमेंट देखा – बहुमुखी वास्तुकला के साथ अपनी तरह का स्केलेबल चिप का पहला, जो संभावित रूप से एक मिलियन क्वबिट्स फिट कर सकता है। यह वर्तमान में 8 टोपोलॉजिकल क्वबिट्स रखता है।

मेजराना 1 Google के विलो चिप, आईबीएम के क्वांटम हेरॉन के साथ -साथ पिछले साल के अंत में चीनी वैज्ञानिकों द्वारा विकसित ज़ुचोंग्ज़ी 3.0 के साथ बैठता है। त्रुटि सुधार एक फोकस क्षेत्र भी था। Microsoft ने बनाया कि अनिवार्य रूप से एक नया राज्य है जो एक टोपोलॉजिकल सुपरकंडक्टर कहा जाता है, जो अधिक स्थिर और त्रुटि प्रतिरोधी है।

Google का मानना ​​है कि इसने त्रुटि सुधार के लिए कोड को क्रैक कर दिया है और एक मशीन का निर्माण कर रहा है जो उन्हें उम्मीद है कि 2029 तक तैयार हो जाएगा। उनके दृष्टिकोण के लिए महत्वपूर्ण विलो चिप है, और तार्किक क्वबिट्स और भौतिक क्वबिट्स के बीच संतुलन।

भौतिक क्वबिट्स हार्डवेयर में निर्मित वास्तविक क्वांटम बिट्स हैं – व्यक्तिगत परमाणु, फोटॉन, या सुपरकंडक्टिंग सर्किट जो क्वांटम जानकारी को संग्रहीत करते हैं। जबकि, तार्किक क्वबिट्स को त्रुटि-सही qubits हैं जो परिष्कृत त्रुटि सुधार कोड के साथ कई भौतिक qubits को मिलाकर बनाई गई हैं। उन्हें “वर्चुअल” क्वबिट्स के रूप में सोचें।

Google का शोध “क्वांटम त्रुटि सुधार सीमा” की ओर इशारा करता है, जो कि टिपिंग बिंदु के रूप में है जहां यह गतिशील उलट है – जहां तार्किक qubits जो अधिक विश्वसनीय हैं, भौतिक लोगों को बहिष्कृत करते हैं।

इस संतुलन के बारे में Google और IBM के दृष्टिकोण में समानताएं हैं।

आईबीएम के दृष्टिकोण के लिए केंद्रीय एक क्वांटम त्रुटि-सुधार कोड का निर्माण है जो वे दावा करते हैं कि पूर्व तरीकों की तुलना में लगभग 10 गुना अधिक कुशल है। यह दक्षता लाभ महत्वपूर्ण साबित होता है, कम से कम परीक्षणों में, क्योंकि पारंपरिक त्रुटि सुधार के तरीकों को एक एकल विश्वसनीय तार्किक qubit बनाने के लिए सैकड़ों या हजारों भौतिक qubits की आवश्यकता होती है, जिससे बड़े पैमाने पर क्वांटम कंप्यूटर निषेधात्मक रूप से जटिल होते हैं।

क्वांटम कंप्यूटिंग उन सभी क्षमताओं के लिए, कम से कम दवा की खोज, साइबर सुरक्षा, भौतिक विज्ञान और वित्तीय जोखिम विश्लेषण सहित मामलों के लिए वास्तविक दुनिया के समाधान प्रदान करने में, यह इस महत्वपूर्ण क्षण में खुद को अनिश्चित रूप से पाती है। त्रुटि सुधार क्षमताएं इसके लिए महत्वपूर्ण हैं कि यह केवल काम करना चाहिए, और परिचालन लागत को कम रखने के लिए भी।

IBM की मॉड्यूलर स्केलेबिलिटी, Google की व्यवस्थित थ्रेशोल्ड-क्रॉसिंग मेथोडोलॉजी, और Microsoft की नई 4D कोड आर्किटेक्चर, हालांकि दृष्टिकोण में भिन्नता है, सभी का मानना ​​है कि वे एक व्यावहारिक समाधान की ओर बढ़ सकते हैं। जैसा कि क्वांटम कभी करीब से रेंगता है, आगे झूठ बोलने वाले वर्ष सफलता के स्तर की गवाही देंगे।