शास्त्रीय कंप्यूटर क्वांटम विचारों को अपनाते हैं

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"जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में क्रिप्टोग्राफी और कंप्यूटर साइंस विशेषज्ञ क्रिस पेइकर्ट कहते हैं," इस बात पर बहुत बहस है कि क्या क्वांटम कंप्यूटर कभी भी बनाए जाएंगे। "लेकिन यह एक सवाल है, और दूसरा यह है कि क्या क्वांटम तकनीक या एल्गोरिदम आपको नए तरीकों से समस्याओं को हल करने में मदद कर सकते हैं।"

हाल ही में, क्वांटम विचारों ने शोधकर्ताओं को "जाली क्रिप्टोग्राफी" नामक एन्क्रिप्शन तकनीकों की सुरक्षा को साबित करने में मदद की है, जिनके उपयोग से संवेदनशील उपयोगकर्ता डेटा, जैसे कि उनके डीएनए, यहां तक ​​कि इस डेटा को संसाधित करने वाली कंपनियों से भी छिपाने में मदद मिल सकती है। क्वांटम गणनाओं के माध्यम से प्रमाण ने डेटा को नुकसान से बचाने के लिए त्रुटि सुधार कोड की न्यूनतम लंबाई के लिए सूत्र का नेतृत्व किया।

क्वांटम विचारों ने कई महत्वपूर्ण परिणामों को प्रेरित किया, जैसे कि एक गलत एल्गोरिथ्म का खंडन जो माना जाता है कि यात्रा सेल्समैन समस्या को प्रभावी ढंग से हल करता है।

“अगर यह एक बार हुआ, तो यह एक संयोग होगा। लेकिन ऐसे कई विकल्प हैं जहां "क्वांटम" सोच का सबूत मिलता है, "न्यूयॉर्क विश्वविद्यालय के एक आईटी विशेषज्ञ ओडेड रेगेव कहते हैं।


डेटा एन्क्रिप्शन के लिए, आप बहुआयामी अक्षांशों का उपयोग कर सकते हैं, जिसका प्रमाण क्वांटम कंप्यूटिंग का उपयोग करके प्राप्त किया गया था

इसने कुछ शोधकर्ताओं को क्वांटम कंप्यूटिंग को कंप्यूटर विज्ञान का गूढ़ क्षेत्र न मानने पर विचार करने के लिए प्रेरित किया है, लेकिन शास्त्रीय गणनाओं के सामान्यीकरण के लिए - जैसे बहुभुज त्रिकोण का एक सामान्यीकरण है। जिस तरह बहुभुज की कोई भी संख्या हो सकती है, और त्रिकोण में केवल तीन होते हैं, क्वांटम कंप्यूटर किसी भी संख्या (सकारात्मक, नकारात्मक, वास्तविक, काल्पनिक) के साथ काम कर सकते हैं, जबकि शास्त्रीय कंप्यूटर केवल वास्तविक सकारात्मक संख्याओं का उपयोग करते हैं।

अधिक सामान्य मामले में, क्वांटम विचार शास्त्रीय कम्प्यूटेशनल समस्याओं को हल करने के लिए शक्तिशाली उपकरण हैं। "कई क्लासिक समस्याएं हैं, जिनका क्वांटम दुनिया से कोई लेना-देना नहीं है, लेकिन क्वांटम सूचना के सिद्धांत का उपयोग करके कुछ साबित करना और फिर शास्त्रीय स्तर पर वापस स्केलिंग करना, क्वांटम स्तर को सामान्य करके उनका विश्लेषण करना सबसे अच्छा है," रोनाल्ड डी वुल्फ, गणित और कंप्यूटर विज्ञान के लिए डच सेंटर में कंप्यूटर सिद्धांतकार।

आज के अनुमानों के अनुसार, सैद्धांतिक सूचना विज्ञान के क्षेत्र में काम करने वाले 5% से अधिक वैज्ञानिक क्वांटम कंप्यूटिंग का अध्ययन नहीं करते हैं। लेकिन शोधकर्ताओं का कहना है कि "क्वांटम सोच" की हालिया सफलताओं ने भौतिकी सीखने के लिए चाहने वालों की संख्या में वृद्धि की है। मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के एक कंप्यूटर सिद्धांतकार स्कॉट आरोनसन ने कहा, "क्वांटम कंप्यूटिंग के इन अद्भुत परिणामों ने वास्तव में क्वांटम कंप्यूटिंग का अध्ययन करने के लिए वैज्ञानिकों को मजबूर किया है।"

क्वांटम कंप्यूटिंग का लक्ष्य सामान्य कंप्यूटरों के लिए असंभव प्रतीत होने वाली गणना करने के लिए क्वांटम तराजू पर कणों के अजीब व्यवहार का उपयोग करना है। एक पारंपरिक कंप्यूटर ट्रांजिस्टर में जानकारी के बिट्स को स्टोर करता है, जो स्विच के तरीके से दो राज्यों में से एक में हो सकता है, 1 या 0. की एक क्वांटम कंप्यूटर स्टोर सबटामिक पार्टिकल, इलेक्ट्रान या फोटॉन में सूचनाओं का संग्रह करता है जो 1, 0 या सुपरपोज़िशन में मौजूद होते हैं। वे दोनों, और वे भी एक दूसरे के साथ उलझ सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक qubit का राज्य दूसरे की स्थिति को निर्धारित करता है।


3-qubit IBM चिप

सुपरपोजिशन और पेचीदगियां बिट्स से काफी अलग व्यवहार करने के लिए मजबूर करती हैं। शास्त्रीय कंप्यूटर का एक दो-बिट सर्किट चार राज्यों (0,0; 0,1; 1,0; 1,1) में से एक में हो सकता है। इन सभी का एक जोड़ा क्विबिट्स हो सकता है। क्वैब की संख्या में वृद्धि के साथ, संभव राज्यों की संख्या, और इसके साथ सिस्टम में निहित राज्य की मात्रा तेजी से बढ़ती है। एक क्वांटम कंप्यूटर जिसमें कई सौ क्विट थे, आज के सुपर कंप्यूटर की तुलना में समस्याओं को तेजी से हल कर सकते हैं।

एकमात्र समस्या यह है कि कोई भी अभी तक एक क्वांटम कंप्यूटर नहीं बना सका है जिसमें क्वैब की संख्या उंगलियों की संख्या से अधिक हो। आईबीएम रिसर्च में सुपरकंडक्टिंग क्वांटम गणना के समूह के एक भौतिक विज्ञानी क्रिस लिराकिस बताते हैं कि उलझी हुई क्वबिट प्रणाली को ढहने से बचाने के लिए इसे अलग-थलग और शून्य के करीब ठंडा करने की जरूरत है। एक ही समय में, एक सेंटीमीटर के बारे में अलग-थलग करना चाहिए, ताकि उनमें से एक के साथ संचालन दूसरों को प्रभावित न करें। सही तापमान बनाए रखने में सक्षम रेफ्रिजरेटर में फिट होने के लिए ये सीमाएं हजारों क्विट सिस्टम को बहुत बड़ा बनाती हैं।

"आपको इस प्रणाली को स्केलेबल बनाने के लिए बहुत गंभीर इंजीनियरिंग समस्याओं को हल करने की आवश्यकता है," लिराकिस कहते हैं। "सभी समस्याएं युद्ध के कारण हैं।"

रेगेव, जिन्होंने क्वांटम सिद्धांतों के माध्यम से ग्रेटिंग्स पर क्रिप्टोग्राफी की सुरक्षा को साबित करने पर पाक के साथ काम किया, कहते हैं कि वह अपने जीवनकाल के दौरान क्वांटम कंप्यूटरों के निर्माण को देखने की उम्मीद करते हैं। "लेकिन क्वांटम दृष्टिकोण ने सब कुछ इतना प्रभावित किया है कि अगर कोई कभी भी क्वांटम कंप्यूटर नहीं बना सकता है, तो मैं बहुत परेशान नहीं होगा," वे कहते हैं।

क्वांटम प्रौद्योगिकी की बढ़ती लोकप्रियता के साथ, कोई भी अधिक से अधिक शास्त्रीय समस्याओं को हल करने की उम्मीद कर सकता है। "यह ऐसे परिणाम थे जिन्होंने मुझे आश्वस्त किया कि भले ही ब्रह्मांड में कोई क्वांटम तंत्र नहीं थे, कंप्यूटर वैज्ञानिक अंततः उन्हें समस्याओं के लिए आविष्कार करेंगे।"

Source: https://habr.com/ru/post/hi398365/