WILLOW: The Quantum Chip That Will Change Everything ⚡ transcript

इमेजिन कीजिए एक ऐसा कंप्यूटर जो मिनटों में वह काम कर देता है जो करने में आज के सबसे पावरफुल सुपर कंप्यूटर्स को करोड़ों साल लगेंगे यह कोई साइंस फिक्शन नहीं है अब एक रियलिटी के बहुत करीब होने वाली बात है दिसंबर 20224 में google3 चिप रिवील की इस चिप में कुछ ऐसा है जो क्वांटम कंप्यूटिंग को रिवोल्यूशन इज कर सकता है इसलिए अपने लॉन्च के साथ ऐसे कंप्यूटर्स जो हमारी दुनिया को हमेशा के लिए बदल सकते हैं करीब 40 सालों से वैज्ञानिक सबसे सूक्ष्म स्तर पर क्वांटम लेवल पर इस यूनिवर्स की पावर को अनलॉक करने की कोशिश में लगे हैं और अब google2 में google2 4 में हम क्वांटम कंप्यूटर्स की अद्भुत कहानी डिटेल में जानेंगे हम समझेंगे कि क्वांटम मैकेनिक्स के वो कौन से जादुई कांसेप्ट हैं जो क्वांटम कंप्यूटर्स को बेहद शक्तिशाली बना देते हैं कहां से ऐसे अनोखे कंप्यूटर्स बनाने का आईडिया आया और क्या इसकी यात्रा रही कैसे डेज फास्टेस्ट सुपर कपूर्स वड है कंप्लीटेड इट इन बिलियंस ऑफ यर्स लो पिछली कई सदियों से वैज्ञानिक इस दुनिया को समझने की कोशिश में लगे हैं अपनी इस यात्रा में उन्हें मालूम हुआ कि हमारी यह दुनिया नियम से चलती है कुछ ऐसे सिद्धांत हैं जो हर चीज के ऊपर लागू होते हैं यह लॉज ऑफ फिजिक्स हमारे बहुत काम के साबित हुए चाहे क्रिकेट मैच में बॉल की ट्रेजे क्ट्री पता करनी हो या फिर चांद पर एक स्पेसक्राफ्ट लैंड करवाना हो ये सब कुछ बेसिक लॉज के सहारे किया जा सकता है लेकिन 20वीं सदी की शुरुआत में वैज्ञानिकों ने बहुत सूक्ष्म स्तर पर दुनिया को समझने की कोशिश की एटम्स और मॉलिक्यूल के लेवल पर चीजों को ऑब्जर्व किया गया और यहां से मालूम हुआ कि बड़े स्तर पर फिजिक्स के जो सिद्धांत हैं वो इतने छोटे लेवल पर काम नहीं करते फिजिक्स में इतने छोटे स्तर को क्वांटम लेवल कहते हैं और इस बारीक दुनिया को समझने के लिए एक नई किस्म की फिजिक्स पैदा हुई इसे हम क्वांटम फिजिक्स या क्वांटम मैकेनिक्स कहते हैं मैक्स प्लैंक अल्बर्ट आइंस्टाइन जैसे वैज्ञानिकों ने शुरुआती दिनों में क्वांटम मैकेनिक्स की ज्योति जलाई आगे चलकर नील्स बोर जैसे साइंटिस्ट ने इसकी बुनियाद मजबूत की और हाइजनबर्ग श्रोडिंगर मैक्स बन जैसे साइंटिस्ट क्वांटम मैकेनिक्स की मशाल को लेकर आगे बढ़े यह क्वांटम मैकेनिक्स हमारी समझ में आने वाली साधारण फिजिक्स से बहुत अलग है और इसके जन्म के साथ ही हमारे बड़े स्तर की फिजिक्स को क्लासिकल फिजिक्स कहा जाने लगा पुराने जमाने की फिजिक्स क्लासिकल फिजिक्स हमारे कॉमन सेंस और इंटू को उचित लगती है क्योंकि ये डिटरमिनिस्टिक और प्रिडिक्ट ल लॉज पर बेस्ड है इमेजिन कीजिए कोई एक बॉल फेंक रहा हो तो आप यह पता लगा सकते हैं कि उसकी ट्रेजे क्ट्री क्या होगी उसकी स्पीड वगैरह क्या होगी लेकिन ऐसे प्रेडिक्शन एक इलेक्ट्रॉन जो एटम के अंदर होता है उसके ऊपर लागू नहीं होते इतने छोटे लेवल पर क्वांटम मैकेनिक सप्लाई होती है ये अनसर्टेनटीज की दुनिया है क्वांटम मैकेनिक्स के मुताबिक इलेक्ट्रॉन एक साथ कई जगह मौजूद हो सकता है हम केवल उसके अलग-अलग जगह होने की प्रोबेबिलिटी निकाल सकते हैं यहां निश्चित के साथ कोई बात नहीं कही जा सकती क्वांटम मैके की दुनिया में चीजों का एक साथ कई अवस्थाओं में होना बहुत बुनियादी कांसेप्ट है इसे सुपर पोजीशन कहते हैं क्वांटम मैकेनिक्स अपनी बुनियाद में ही क्लासिकल फिजिक्स से बहुत अलग है हमारे जो मौजूदा कंप्यूटर्स हैं यह क्लासिकल फिजिक्स के ऊपर बेस्ड हैं इसलिए इन्हें क्लासिकल कंप्यूटर्स भी कहते हैं यह कंप्यूटर्स कई कामों में बहुत अच्छे हैं लेकिन कुछ काम ऐसे हैं जिनमें इनकी हालत टाइट हो जाती है जैसे कि सिमुलेशन सिमुलेशन मतलब असली चीजों की नकल करना जैसे एरोप्लेंस में के सिमुलेशन होते हैं उसमें पायलट ट्रेनिंग के शुरुआती दौर में इन सिमुलेशन के साथ सहज होना सीखते हैं इन क्लासिकल सिस्टम्स का सिमुलेशन बनाना आसान है लेकिन हमारी आसपास की जो प्रकृति है वो बहुत ज्यादा कॉम्प्लेक्टेड के बस के बाहर है एग्जांपल के लिए एक कप कॉफी का सिमुलेशन बनाने की कोशिश करते हैं कॉफी में कैफीन मॉलिक्यूल होते हैं कई सारे वही केमिकल होता है जिससे आपकी नींद उड़ जाती है और एक एवरेज कप ऑफ कॉफी में 4.89 * 10 टू द पावर 20 कैफीन मॉलिक्यूल होते हैं यह बहुत बड़ा नंबर है जो आपको स्क्रीन पर दिखाई दे रहा होगा ये तो बहुत सारे मॉलिक्यूल हैं इनमें से चलो हम सिर्फ एक अकेले कैफीन मॉलिक्यूल की नकल करने का प्लान बनाते हैं एक कैफीन मॉलिक्यूल में 132 इलेक्ट्रॉन होते हैं इतने इलेक्ट्रॉन के आपसी इंटरेक्शन के इतने सारे परम्यूटेशंस और कॉमिनेशन बनते हैं कि हमारे सबसे ताकतवर सुपर कंप्यूटर्स भी इस अकेले मॉलिक्यूल का परफेक्ट सिमुलेशन नहीं बना सकते बहुत मुश्किल होती है फिर सोचिए एक कप में जो सभी कैफीन मॉलिक्यूल मौजूद हैं उस पूरे कप का सिमुलेशन कैसे बना पाएगा कोई भी सुपर कंप्यूटर इस सिमुलेशन की कठिनाई ने कई साइंटिस्ट को नए सीरीज से कंप्यूटर्स के बारे में सोचने पर मजबूर कर दिया मई 1981 में एमआईटी और आईबीएम ने कुछ फिजिसिस्ट और कंप्यूटर साइंटिस्ट को इकट्ठा किया यह पहली फिजिक्स ऑफ कंप्यूटेशन कॉन्फ्रेंस थी इस कॉन्फ्रेंस में मशहूर फिजिसिस्ट रिचर्ड फाइन मैन भी शामिल थे प्रोफेसर फाइनम क्वांटम मैकेनिक्स की फील्ड में दिग्गज माने जाते हैं इन्हें 1965 में क्वांटम इलेक्ट्रोडायनेमिक्स से जुड़े काम के लिए फिजिक्स नोबेल प्राइज भी मिला 1981 की इस कॉन्फ्रेंस में रिचर्ड फाइनम ने अपनी कीनोट स्पीच में सिमुलेशन की प्रॉब्लम का जिक्र किया उनकी स्पीच का टाइटल है लेटिंग फिजिक्स विद कंप्यूटर्स इसमें उन्होंने कहा नेचर इज इन क्लासिकल डैमेज एंड इफ यू वांट टू मेक अ सिमुलेशन ऑफ नेचर यूड बेटर मेक इट क्वांटम मैकेनिकल मतलब बहुत सूक्ष्म स्तर पर नेचर को देखें तो यह क्लासिकल मैकेनिक्स नहीं बल्कि क्वांटम मैकेनिक्स से चलता है और अगर हमें इसकी नकल करनी है तो वो सिमुलेशन भी क्वांटम मैकेनिकल होना चाहिए रिचर्ड फाइन मैन की स्पीच को क्वांटम कंप्यूटर्स के शुरुआती आईडियाज में गिना जाता है इनके अलावा पॉल बेनिफ और डेविड डॉय जैसे साइंटिस्ट ने क्वांटम कंप्यूटिंग की फॉर्म थ्योरी को आगे बढ़ाया और 1980 में क्वांटम कंप्यूटिंग की बुनियाद खड़ी होने लगी यहां से 40 सालों में क्वांटम कंप्यूटर्स बनाने की यात्रा बहुत दिलचस्प रही है इसी यात्रा में 2019 में google3 साबित हुई और अब 2024 में google3 कंप्यूटर्स हमारे क्लासिकल कंप्यूटर से कैसे अलग हैं इसके लिए हमें बहुत ब्रीफ कंप्यूटिंग और क्वांटम मैकेनिक्स के कुछ बेसिक कांसेप्ट समझने होंगे देखो हमारे क्लासिकल कंप्यूटर्स बेसिकली क्या करते हैं वो इंफॉर्मेशन को स्टोर करते हैं और कंप्यूट करते उसे प्रोसेस करते हैं और बहुत बुनियादी स्तर पर यह जो इंफॉर्मेशन है ये बिट्स में स्टोर की जाती है बिट इंफॉर्मेशन की बुनियादी इकाई है कोई भी बिट या तो जीरो हो सकती है या फिर वन एक स्विच की तरह या तो ऑन या फिर ऑफ कमाल की बात यह है कि जीरो और वन से बने कोड में हर तरह की इंफॉर्मेशन को स्टोर किया जा सकता है फॉर एग्जांपल अंग्रेजी का अल्फाबेट ए आठ बिट में ऐसे कोड किया जा सकता है आप स्क्रीन पर देख सकते हैं इसका कोड इसी तरह हर अक्षर अंक के बाइनरी कोड होते हैं हर रंग आवाज और तमाम कॉम्प्लेक्शन डाटा को लंबे चौड़े बाइनरी कोड्स में दर्ज किया जा सकता है जैसे हर घर ईंट से बनता है वैसे ही क्लासिकल कंप्यूटिंग में कोई भी डाटा बिट्स से मिलकर बनता है आठ बिट से एक बाइट बनती है और फिर यही बाइट बड़े होके किलोबाइट मेगाबाइट गीगाबाइट टेराबाइट यहां पहुंच जाती है आपने सुना होगा बिट्स क्लासिकल कंप्यूटर्स में इंफॉर्मेशन की बेसिक यूनिट है और मोटे तौर पर जो क्लासिकल कंप्यूटर जितनी ज्यादा बिट्स को हैंडल कर पाता है व उतना ज्यादा पावरफुल माना जाता है लेकिन क्वांटम कंप्यूटर्स इस बुनियादी लेवल पर ही क्लासिकल कंप्यूटर्स से बहुत अलग होते हैं क्वांटम कंप्यूटिंग में बिट्स की जगह क्यूबिट्स का इस्तेमाल होता है जहां बिट्स किसी भी मौके पर या तो जीरो या वन हो सकती हैं वहां क्यूबिट किसी भी समय पर जीरो और वन दोनों स्टेट्स में एक साथ हो सकती हैं इसे सुपर पोजीशन कहते हैं जो क्वांटम मैकेनिक्स का एक बेसिक कांसेप्ट हमने समझा जैसा कि हमने पहले डिस्कस किया कि हमारी इस क्लासिकल दुनिया में चीजें डिटरमिनिस्टिक और सर्टेन हैं तैसी नजर आती हैं अगर हम एक क्रिकेट बॉल को फेंकते हैं तो उसकी ट्री स्पीड लैंडिंग स्पॉट पहले से ही पता लगाए जा सकते हैं सर्टेनटीज लेकिन क्वांटम लेवल पर दुनिया बिल्कुल अलग है यहां सब अलग तरह से चलता है जैसे कि एक एटम के अंदर मौजूद इलेक्ट्रॉन जो जिसका हमने एग्जांपल लिया उसके ऊपर क्वांटम मैकेनिक्स के नियम लागू होते हैं हम क्रिकेट बॉल की तरह श्यर होकर यह नहीं कह सकते कि इलेक्ट्रॉन एगजैक्टली कहां है एक इलेक्ट्रॉन अलग-अलग जगहों पर अलग-अलग अवस्थाओं में एक साथ एजिस्ट कर सकता है इसी चीज को सुपर पोजीशन कहते हैं क्वांटम मैकेनिक्स के मुताबिक इतने छोटे स्तर पर सभी चीजें सुपरपोजिशन में एजिस्ट कर करती हैं लेकिन जैसे ही उन्हें ऑब्जर्व किया जाता है वो एक फिक्स स्टेट में खुद को रिवील कर देती हैं यह चौकाने वाला बिहेवियर डबल स्लिट एक्सपेरिमेंट से सबसे अच्छे से समझा जा सकता है जिस पर हमने एक डिटेल वीडियो की है इस एक्सपेरिमेंट में जब इलेक्ट्रॉन को ऑब्जर्व नहीं किया जाता तब वो वेव यानी तरंगों जैसा बिहेवियर शो करता है और जब उन्हें ऑब्जर्व किया जाता है कोई उन्हें देख रहा होता है तो वो एक फिक्स्ड पार्टिकल जैसा बिहेवियर दिखाने लगते हैं यह ऑब्जर्वर इफेक्ट है सहूलियत के लिए सुपरपोजिशन को मैथमेटिकली एक वेव फंक्शन में एक्सप्रेस किया जाता है और क्वांटम मैकेनिक्स में काफी सारे वेव मैकेनिक्स के जो कांसेप्ट हैं वो भी अप्लाई होते हैं इसे बहुत ही ले पर्सन को बताना हो बहुत आसान भाषा में समझना हो तो क्वांटम लेवल पर चीजों का अस्तित्व एक तरंग के जैसा होता है लेकिन जैसे ही चीजों को ऑब्जर्व किया जाता है इनका वेव फंक्शन कोलैक्स हो जाता है और यह चीजें फिक्स नजर आने लगती हैं यह सुपर पोजीशन का सिद्धांत क्यूबिट्स को कंप्यूटिंग के लिए बहुत पावरफुल टूल बना देता है एक क्लासिकल बिट स्टेशनरी सिक्के की तरह होती है आप ऐसे समझिए जो सिक्का एक बार में या तो हेड्स हो सकता है या फिर टेल्स हो सकता है लेकिन क्वांटम कंप्यूटर की क्यूबिट एक घूमते हुए सिक्के की तरह है जो हेड्स और टेस दोनों की सुपर पोजीशन में है सुपर पोजीशन में एक क्यूबिट जीरो और वन दोनों की मिक्स स्टेट में होती है और जब उस क्यूबिट को ऑब्जर्व किया जाता है तो इनमें से किसी एक स्टेट जिसकी सबसे ज्यादा प्रोबेबिलिटी होती है वो उसमें रिवील कर देती है खुद को अगर एक क्यूबिट एक ही साथ जीरो और वन दोनों स्टेट्स में हो सकती है तो दो क्यूबिट एक साथ चार स्टेट्स में हो सकती हैं और तीन क्यूबिट एक साथ आठ स्टेट को रिप्रेजेंट करती हैं इस तरह एक-एक क्यूबिट हम बढ़ाते जाएंगे तो उनकी कंप्यूटेशन पावर एक्सपो शियली बढ़ती जाती है सुपर पोजीशन का यह कमाल क्वांटम कंप्यूटर्स को क्लासिकल कंप्यूटर्स के मुकाबले बहुत शक्तिशाली बना देता है google2 19 में 53 क्यूबिट की एक चिप सामने रखी थी जिसका नाम है साइका मोर साइका मोर की ये 53 क्यूबिट एक साथ 2 टू द पावर 53 स्टेट्स को रिप्रेजेंट कर सकती हैं यह भी बहुत ज्यादा बड़ा नंबर है जिसे आप अपनी स्क्रीन पर देख सकते हैं इतनी सारी स्टेट्स को एक्सप्लोर करना अभी हमारे सबसे ताकतवर क्लासिकल सुपर कंप्यूटर्स के बस की बात नहीं है अपने सुपर पोजीशन की वजह से क्वांटम कंप्यूटर्स एक साथ बहुत सारी पॉसिबिलिटी एक्सप्लोर कर सकते हैं लेकिन सिर्फ सुपर पोजीशन ही अकेला सीक्रेट नहीं है क्वांटम का क्वांटम मैकेनिक्स का एक और सिद्धांत है जो क्वांटम कंप्यूटर्स में जान फूंकतायन सेप्ट का नाम है क्वांटम एंटेंगलमेंट एंटेंगलमेंट का मतलब होता है चीजों का आपस में जुड़ा होना क्वांटम एंटेंगलमेंट का फंडा यह है कि बहुत सूक्ष्म स्तर पर बहुत छोटे लेवल पर कुछ चीजों के बीच एक कनेक्शन स्टेबलिंग के बावजूद वो एक दूसरे को अफेक्ट करेंगी अपने क्यूबिट्स की कॉइन वाली लॉजी से इसको समझने की कोशिश करते हैं मान लो दो घूमते हुए सिक्के क्वांटम दुनिया की दो क्यूबिट्स हैं अगर इन क्यूबिट्स को आपस में एंटेंगल कर दिया जाए तो इनकी डेस्टिनी एक दूसरे से जुड़ जाएगी इनके बीच एक अदृश्य कनेक्शन इस्टैब्लिशमेंट हैगल मेंट बरकरार रहेगा इस एंटेंगलमेंट की खासियत यह है कि जैसे ही एक क्यूबिट को ऑब्जर्व किया जाएगा तुरंत ही दूसरी क्यूबिट का सुपर पोजीशन कोलैक्स हो जाएगा और वो भी खुद को पहली वाली क्यूबिट की अपोजिट स्टेट में प्रकट कर देगी सिक्के वाले एग्जांपल से देखें तो अगर दोनों सिक्के घूम रहे हैं दोनों टैगल पार्टिकल्स हैं इन दोनों को आप अलग-अलग प्लेनेट पर ले जाकर रख दीजिए और अगर एक सिक्के को रोक कर देखा जाए उसमें हेड्स आता है तो तुरंत ही दूसरा वाला सिक्का घूमना बंद कर देगा और उसमें टेल्स दिखाई देगा चित की जगह पट आएगा कमाल की बात ये है कि ये कनेक्शन इंस्टंटे नियस होता है आमतौर पर क्लासिकल फिजिक्स में ये माना जाता है कि लाइट की स्पीड से तीज दुनिया में कोई चीज नहीं हो सकती कोई कम्युनिकेशन नहीं हो सकता लेकिन क्वांटम एंटेंगलमेंट इससे परे है और ये स्ट्रेंज कनेक्शन तुरंत एस्टेब्लिश होता है बिना किसी टाइम के इस दावे के चलते अल्बर्ट आइंस्टाइन क्वांटम थ्योरी के विरोध में उतर आए थे उनका कहना था कि जरूर इसके पीछे कोई हिडन कनेक्शन है जिससे इनकी स्टेट्स पहले से ही लॉक हो जाती हैं और बाद में व रिवील करती हैं लेकिन आगे चलकर कई एक्सपेरिमेंट से बात साबित हो गई कि इनके पीछे कोई हिडन मैकेनिज्म नहीं है क्वांटम एंटेंगलमेंट वाकई एक अजीब फिनोमिना है इस काम के लिए 2022 का फिजिक्स नोबेल प्राइज भी दिया गया है उसकी डिटेल वीडियो भी हमारे चैनल पे है आप उसे देख सकते हैं अभी यहां काम की बात यह है कि क्वांटम एंटेंगलमेंट के जरिए दो क्यूबिट्स के बीच एक मैथमेटिकल को रिलेशन एस्टेब्लिश हो जाता है सुपर पोजीशन और क्वांटम एंटेंगलमेंट के जरिए कई स्टेट्स की इंफॉर्मेशन को एक साथ प्रोसेस किया जा सकता है ये सुपर पावर्स क्वांटम कंप्यूटिंग को अलग लेवल पर ले जाती हैं और क्लासिकल कंप्यूटर्स के लिए ये इंपॉसिबल काम है लेकिन इन दो चीजों के अलावा एक तीसरा कांसेप्ट भी है जिससे जानना क्वांटम कंप्यूटर्स को समझने के लिए बहुत जरूरी है और वो फंडा है क्वांटम इंटरफेरेंस इंटरफेरेंस दरअसल वेव मैकेनिक्स का एक सिंपल सा कांसेप्ट है जो शायद आपने स्कूल में पढ़ा होगा और यह इस चीज से डील करता है कि जब दो वेव्स आपस में मिलती हैं तो उसका नतीजा क्या होता है इसके दो एक्सट्रीम्स हैं एक होता है कंस्ट्रक्टिव इंटरफेरेंस और दूसरा होता है डिस्ट्रक्टिव इंटरफेरेंस जब दो वेव्स आपस में ऐसे मिलती हैं कि वोह एक दूसरे को बढ़ा देती हैं उसे एमप्लीफाई कर देती हैं एक दूसरे को तो उसको कंस्ट्रक्टिव इंटरफेरेंस कहते हैं दूसरी तरफ जब दो वेव्स ऐसे संबंध स्थापित करती हैं कि वो एक दूसरे को अपोजिट डायरेक्शन में खींचती हैं एक दूसरे को कैंसल आउट करना चाहती हैं खत्म करना चाहती हैं तो इसे डिस्ट्रक्टिव इंटरफेरेंस कहते हैं हमने आपको शुरुआत बात में बताया था कि सुपर पोजीशन के दौरान जब क्वांटम पार्टिकल्स मिक्स स्टेट में होते हैं तो उनका यह बिहेवियर वेव्स के जैसा होता है इसे अगर हम ऑब्जर्व कर लेंगे तो इनका यह सुपर पोजीशन खत्म हो जाएगा और यह एक रैंडम स्टेट में खुद को रिवील कर देंगे लेकिन अपने क्वांटम कंप्यूटर में हमें कोई रैंडम आउटपुट नहीं चाहिए यानी कुछ भी आ गया आउट ऑफ ऑल पॉसिबिलिटीज हमें उनमें से एक करेक्ट सॉल्यूशन चाहिए तो इन क्यूबिट्स को करेक्ट सॉल्यूशन की दिशा में गाइड करने के लिए इंटरफेरेंस का सहारा लिया जाता है क्वांटम इंटरफेरेंस के जरिए गलत सॉल्यूशंस को कैंसल आउट किया जाता है डिस्ट्रक्टिव इंटरफेरेंस जैसा कुछ और सही आंसर्स को एमप्लीफाई किया जाता है कंस्ट्रक्टिव इंटरफेरेंस के जरिए ये थोड़ा सा कंफ्यूज ंग लग सकता है आपको तो एक सिंपल सी प्रॉब्लम के एग्जांपल से अपन इसको समझते हैं मान लीजिए आपको एक कैलकुलेशन करना है कि 2+ 2 कितना होता है कंप्यूटर से है ना तो एक क्लासिकल कंप्यूटर इसके लिए अपने लॉजिक गेट्स वगैरह का इस्तेमाल करेगा और उसमें सीधे एक चेन ऑफ सीक्वेंसेस से इसका जवाब निकल के आएगा 2 + 2 = 4 लेकिन एक क्वांटम कंप्यूटर में सभी पॉसिबल सॉल्यूशंस एक साथ एजिस्ट करेंगे 2+ 2 = 1 के लिए कुछ प्रोबेबिलिटी होगी 2 + 2 = 3 के लिए कुछ प्रोबेबिलिटी होगी 5 6 7 8 या कोई भी रैंडम आउटपुट हर चीज के लिए एक प्रोबेबिलिटी होगी लेकिन हमें तो पता है भाई कि 2 + 2 4 होता है तो हमें उनमें इस तरीके से इंटरफेरेंस करवाना होगा कि बाकी पॉसिबल आउटकम्स की वेव्स कैंसिल आउट हो जाए और 2 + 2 = 4 की जो प्रोबेबिलिटी है वो सबसे ज्यादा हो जाए वो ज्यादा एमप्लीफाई हो जाए ताकि जब सॉल्यूशन वाली क्यूबिट का ऑब्जर्वेशन लिया जाए उसका वेव फंक्शन कोलैक्स हो तो वो सही सॉल्यूशन पर जाकर गए इसे एक और एनालॉजी से ऐसे दिख सकते हैं कि क्यूबिट्स ऐसे सिक्के हैं जो फिक्स स्टेट में ना होकर डांस कर रहे हैं इस चीज को सुपरपोजिशन बोलते हैं ना अगर अपने सिस्टम में एक से अधिक सिक्के या क्यूबिट्स हैं तो इनके बीच एक कनेक्शन एस्टेब्लिश किया जा सकता है और इनका यह डांस इंडिविजुअल ना होकर सिंक्रोनाइज्ड ग्रुप डांस हो जाता है तो हर क्यूबिट का डांस दूसरी क्यूबिट के डांस से जुड़ा हुआ है इस अदृश्य रिस्ते को अपन कहते हैं क्वांटम एंटेंगलमेंट अब हम नहीं चाहते कि यह क्यूबिट्स बाराती डांस करें तो कोई भी रैंडम आउटपुट निकल कर आ जाए इसलिए इन क्यूबिट्स के डांस को सही दिशा देने के लिए म्यूजिक दिया जाता है ताकि यह डांस रुके और इन्हें ऑब्जर्व किया जाए तो यह सही आउटपुट निकल कर आए क्यूबिट्स को संगीत से नचाने वाली इस प्रोसेस को क्वांटम इंटरफेरेंस कहते हैं यह क्वांटम कंप्यूटिंग का एक निचोड़ है बिट्स के मुकाबले क्यूबिट्स जो है जो सिक्के हैं वह स्थिर ना होकर नाच रहे हैं इनका यह नाच आपस में सिंक्रोनाइज है और एक संगीत के जरिए इस नृत्य को सही सॉल्यूशन की दिशा में गाइड किया जा सकता है आपके मन में आ रहा होगा कि जिसे हम क्यूबिट्स का म्यूजिक कह रहे हैं वो सही सॉल्यूशन की तरफ कैसे ले जाता है तो इसका आंसर है क्वांटम एल्गोरिथम्स और क्वांटम सर्किट्स दरअसल जिसे हम म्यूजिक कह रहे हैं ना म्यूजिक म्यूजिक इस पूरे में वो कुछ माइक्रोवेव पल्सेस होते हैं जिन्हें बहुत हैवी पाइपलाइन से क्वांटम चिप तक भेजा जाता है ये क्वांटम चिप यूजुअली एक बहुत ही ठंडे बक्से के अंदर रखी रहती है जिसे डाइल्यूशन रेफ्रिजरेटर कहते हैं क्या है कि आसपास से जरा सा भी डिस्टरबेंस क्यूबिट के सुपरपोजिशन की ऐसी तैसी कर सकता है उसको बिल्कुल डिस्टरबेंस नहीं चाहिए इसलिए सारी दुनिया की झंझट से दूर लगभग एब्सलूट जीरो टेंपरेचर पर इसे रख रखा जाता है -273 डिग्री सेल्सियस के आसपास जो होता है और बिना डिस्टरबेंस केयह माइक्रोवेव पल्सेस इन क्यूबिट्स तक पहुंच कर बहुत सदे हुए ढंग से इंटरफेरेंस करवाकर सही सॉल्यूशन निकाल सकें उसके लिए पूरा दाम जाम यह सब लगा होता है जो आप हैवी चीज क्वांटम कंप्यूटर में देख रहे हैं वरना एक क्वांटम चिप तो बहुत छोटी सी होती है उसके अंदर बहुत छोटी-छोटी क्यूबिट्स होती हैं सही ढंग से इंटरफेरेंस करवाने के लिए जो माइक्रोवेव पल्सेस भेजी जानी है उसके लिए क्वांटम एल्गोरिथम्स होते हैं जैसे कि क्लासिकल कंप्यूटर्स में कुछ एल्गोरिथम होते हैं जो स्टेप बाय स्टेप गाइड होते हैं पहले ये एग्जीक्यूट करो फिर ये तो ये कंप्यूटर्स के काम करने के लिए उसी तरह क्वांटम एल्गोरिथम्स कुछ स्पेशलाइज्ड कंप्यूटेशनल प्रोसीजर्स होते हैं जो इंटरफेरेंस सही तरीके से करवाते हैं और क्यूबिट्स को करेक्ट सॉल्यूशन की दिशा में ले जाते हैं इन क्वांटम एल्गोरिथम्स की शुरुआत क्वांटम कंप्यूटर्स के बनने से बहुत पहले हो चुकी थी 1994 में पीटर शोर नाम के एक मैथमेटिशियन ने एक एल्गोरिदम डेवलप किया जिससे लार्ज इंटी जर्स के फैक्टर्स आसानी से निकाले जा सकते हैं इसे आज सोर्स एल्गोरिथम्स के नाम से जाना जाता है और ये एक बहुत ही चर्चित क्वांटम एल्गोरिदम है क्योंकि इससे आज के सारे जितने भी डिजिटल इंक्रिप्शन हैं उनके टूटने का खतरा है इसकी चर्चा हम आगे डिटेल में करेंगे इसी तरह 1996 में लव ग्रोवर नाम के इंडियन अमेरिकन साइंटिस्ट ने एक एल्गोरिदम डेवलप किया जिससे अनसोर्टेड डेटाबेस में सर्च स्पीड को काफी बढ़ाया जा सकता है google's एल्गोरिथम जैसे क्वांटम अप्रोच से भी सर्चिंग को और अलग लेवल पे ले जाया जा सकता है ऐसे अनुमान है तो ग्रोवर्स एल्गोरिथम और शोर्स एल्गोरिथम कुछ शुरुआती चर्चित एग्जांपल्स हैं जिनसे क्वांटम कंप्यूटर्स का पोटेंशियल रियलाइक्स एल्गोरिथम्स पेश किए जा चुके हैं लेकिन यह जितने भी एल्गोरिथम्स हैं अभी तक सब थोरिन में लाने के लिए क्वांटम कंप्यूटर्स को बनाया जाना बाकी था 90 के दशक से अब तक ऐसे यूज़फुल क्वांटम कंप्यूटर्स बनाने की कोशिश जारी है जिनसे क्वांटम एल्गोरिथम्स को रन किया जा सके इसी यात्रा में google3 उ 1998 में दुनिया का पहला वर्किंग क्वांटम कंप्यूटर सामने आया इसमें सिर्फ दो क्यूबिट थी इसे आईबीएम के रिसर्चर आईक चुंग और उनके साथियों ने मिलकर बनाया था यह क्वांटम कंप्यूटर न्यूक्लियर मैग्नेटिक रेजोनेंस टेक्नोलॉजी पर आधारित था यह पहला मौका था जब यह साबित हुआ कि असल में क्वांटम कंप्यूटिंग काम कर सकती है 1999 में आईक चुंग और उनके साथियों ने एक थ्री क्यूबिट क्वांटम कंप्यूटर बनाया और इसके जरिए ग्रोवर्स सर्च एल्गोरिथम का डेमोंस्ट्रेट किया 2001 में फिर एक सा क्यूबिट का क्वांटम कंप्यूटर सामने आया जिसमें शोर्स एल्गोरिदम को लाया गया यह जो शोर्स एल्गोरिथम है इससे नंबर्स के प्राइम फैक्टर्स निकाले जा सकते हैं यह छोटा सा एल्गोरिदम भविष्य में बड़े खतरे की आर्ट लेकर आया हमारे जो मौजूदा डिजिटल इंक्रिप्शन सिस्टम है वो आर एसए इंक्रिप्शन पर आधारित है फाइनेंस हेल्थ केयर और तमाम गवर्नमेंट सेंसिटिव डाटा इसी क्रिप्टोग्राफी स्क्रीम से सुरक्षित रखा जाता है और अब तक यह सिक्योर इसलिए है क्योंकि इसकी बुनियाद में एक बहुत बड़ी मैथ्स प्रॉब्लम है यह प्रॉब्लम लार्ज नंबर्स के प्राइम फैक्टर्स निकालने की है हमारे क्लासिकल कंप्यूटर को यह प्रॉब्लम सॉल्व करने में कई सालों का वक्त लग सकता है इसलिए इन डिजिटल तिजोरिया को खोलना लगभग नामुमकिन माना जाता है लेकिन क्वांटम कंप्यूटिंग में सोर्स एल्गोरिथम इस प्राइम फैक्टर निकालने वाली प्रॉब्लम का हल चुटकियों में निकाल सकता है इसलिए इसके जरिए सारे डिजिटल इंक्रिप्शन टूटने का रिस्क है 2001 में जो 7 क्यूबिट का क्वांटम कंप्यूटर था उससे 15 जो नंबर है उसके फैक्टर्स निकाले गए थे जो कि हमें पता है तीन और पांच होते हैं प्राइम फैक्टर्स 15 के तो ये बहुत ही सिंपल सा था बहुत कम क्यूबिट का ये क्वांटम कंप्यूटर है इसलिए इससे छो छोटे नंबर के प्राइम फैक्टर्स निकाले गए असल में जो बड़े इंक्रिप्शन है वो बहुत बड़े लार्ज इंटी जर्स होते हैं उनके प्राइम फैक्टराइजेशन पर आधारित होते हैं वो इंक्रिप्शन असल में इंक्रिप्शन तोड़ने के लिए बहुत बड़े नंबर्स को सॉल्व करना होता है और उसके लिए लाखों क्यूबिट्स वाला क्वांटम कंप्यूटर चाहिए होगा लेकिन यह जो सात क्यूबिट वाले क्वांटम कंप्यूटर्स थे इससे इस बात का अंदेशा तो लग रहा था कि फ्यूचर में क्या होने वाला है 21वीं सदी की शुरुआत में ही क्वांटम कंप्यूटिंग का जलवा जोर पकड़ने लगा पहले यह सिर्फ एकेडमिक डिसिप्लिन तक सीमित था लेकिन दो 2011 में डी वेव नाम की एक कैनेडियन कंपनी ने पहला कमर्शियल क्वांटम कंप्यूटर लॉन्च किया 2016 में आईबीएम ने अपना एक क्वांटम कंप्यूटर क्लाउड पर अवेलेबल करवा दिया इसके जरिए कंपनी के बाहर के लोग इंटरनेट के जरिए क्वांटम कंप्यूटिंग से जुड़ा काम करवा सकते थे सालों से यह दावा किया जा रहा था कि क्वांटम कंप्यूटर्स हमारे क्लासिकल कंप्यूटर से बहुत फास्ट है लेकिन ऐसा जमीन पर होते हुए नहीं दिख रहा था इसके लिए क्वांटम कंप्यूटर्स को कुछ चीजें क्लासिकल कंप्यूटर्स के मुकाबले बहुत तेज स्पीड से सॉल्व करके दिखानी थी और 2019 में यह चमत भी देखने को मिला जब क्वांटम कंप्यूटिंग एकेडमिक से निकलकर कमर्शियल दुनिया में पैर पसारने लगी तो कई बड़ी कंपनीज का ध्यान इसके ऊपर गया उन्हीं में से एक कंपनी है google3 में google3 रिसर्च लैब नहीं है यह एक ऐसा क्रिएटिव स्पेस है जहां साइंस और आर्ट इंटरसेक्ट करते हैं इनकी टीम का मानना है कि क्वांटम मैकेनिक्स नेचर की फंडामेंटल लैंग्वेज है और इसके सहारे ट्रेडिशनल कंप्यूटिंग की सीमाएं लागी जा सकती हैं शुरुआत में google2 से दो क्वांटम कंप्यूटर्स खरीदे और अपनी लैब की नीव रखी लेकिन धीरे-धीरे उन्होंने अपने क्वांटम प्रोसेसर्स बनाने शुरू कर दिए google2 में फॉक्स तेल नाम का एक 22 क्यूबिट का प्रोसेसर बनाया उसके बाद 2018 में बिसल कोन नामक 72 क्यूबिट का प्रोसेसर सामने आया ये छोटे-छोटे कदम जरूर थे लेकिन वाला था सितंबर 2019 में google3 क्यूबिट का क्वांटम प्रोसेसर है जिनसे क्वांटम कंप्यूटिंग को एक नई ऊंचाई मिली इस प्रोसेसर को एक कैलकुलेशन परफॉर्म करने के लिए दिया गया जिसे इसने 200 सेकंड में सॉल्व कर दिया google2 साल लगेंगे और इसे हमारे क्वांटम प्रोसेसर ने महज कुछ मिनटों में ही सॉल्व कर दिया है इन्होंने अपने इस अचीवमेंट को नेचर जनरल में पब्लिश किया और साथ ही यह ऐलान कर दिया कि हम क्वांटम सुप्रीमेसी अचीव कर चुके हैं क्वांटम सुप्रीमेसी यानी वो लम्हा वो पल जब कोई क्वांटम कंप्यूटर किसी प्रॉब्लम में पावरफुल क्लासिकल सुपर कंप्यूटर्स को एक बहुत लंबे मार्जिन से पीछे छोड़ दे और google3 सुप्रीमेसी का हल्ला बोल दिया लेकिन इसके पीछे फिर एक बड़ी कंट्रोवर्सी खड़ी हो गई उस समय सबसे पावरफुल सुपर कंप्यूटर आईबीएम के पास था आईबीएम ने प्रॉब्लम को यह सुपर कंप्यूटर के जरिए ढाई दिन में सॉल्व किया जा सकता है तो आपका यह 10000 साल वाला नंबर कहां से आ रहा है बाद में कुछ चाइनीज रिसर्चस ने दावा किया कि एक दूसरे अप्रोच से इसी प्रॉब्लम को 15 घंटों में सॉल्व किया जा सकता है google3 प्रोसेसर भले ही क्लासिकल कंप्यूटर से हजारों साल आगे ना हो लेकिन यह क्लियर कुछ प्रॉब्लम्स के लिए इनसे बहुत बेहतर परफॉर्म कर रहा था आगे चलकर साइमर प्रोसेसर को और ज्यादा डेवलप किया गया 2020 में इसके जरिए क्वांटम कंप्यूटर्स पर सबसे बड़ा केमिकल सिमुलेशन बनाया गया दिया कि क्वांटम कंप्यूटर्स का फ्यूचर अब एक रियलिटी बन सकता है साइको मोर की सक्सेस के बाद google2 था हाई एरर रेट्स हमने पहले ही यह समझा है कि क्वांटम कंप्यूटर्स की एक बहुत बड़ी ताकत है वो यह है कि क्यूबिट्स फिक्स्ड स्टेट में ना होकर सुपर पोजीशन में होती है इ सुपर पोजीशन में बनाए रखने के लिए बहुत मुश्किल झेलनी होती है यह क्यूबिट्स आसपास के डिस्टरबेंस के प्रति बहुत सेंसिटिव होती हैं और इसलिए इनमें काफी कैलकुलेशन एरर्स यानी गलतियां देखने को मिलती हैं क्वांटम कंप्यूटर से कुछ मीनिंगफुल काम करने के लिए बहुत सारी क्यूबिट्स की जरूरत होगी लेकिन अगर हम बिना एरर को ठीक किए किसी प्रोसेसर में सिर्फ नंबर ऑफ क्यूबिट्स बढ़ाते रहेंगे तो उसके साथ उसके एरर भी बढ़ते रहेंगे और ऐसे क्वांटम कंप्यूटर हमारे किसी काम के नहीं रहेंगे इन खामियों को ठीक करने के लिए किसी भी क्वांटम कंप्यूटर में एरर करेक्शन स्कीम का होना जरूरी है और google3 प्रोसेसर में बेहतरीन एरर करेक्शन स्कीम लागू करना था 2019 के बाद करीब पा साल छोटे-छोटे स्टेप्स लेने के बाद दिसंबर 20224 में google2 जनरेशन क्वांटम चिप रिवील की इसका नाम है लो और इस चिप ने क्वांटम कंप्यूटर्स की तरक्की के लिए नए रास्ते खोल दिए इस चिप की क्या खासियत है और इसे क्यों इतना क्रांतिकारी माना जा रहा है अपन इसे समझने की कोशिश करते हैं यह कितनी पावरफुल है इसे दिखाने के लिए google2 जीरो अगर आप लगा दें तो ये इतनी बड़ी संख्या है इतने साल उसको लगेंगे सॉल्व करने के लिए इस टाइम स्केल को अगर आपको ग्रास्पर हो तो आपको बता दें कि हमारी यूनिवर्स की एज करीब 13.8 अरब साल बताई जाती है तो यह 10 सेप्टिलिन इयर्स का जो टाइम है यह हमारी यूनिवर्स की एज से भी करोड़ों गुना ज्यादा है इसलिए मैंने कहा कि यह प्रॉब्लम सॉल्व करना हमारे क्लासिकल सुपर कंप्यूटर्स के लिए प्रैक्टिकली इंपॉसिबल है लेकिन इसे google3 चिप विलो ने 5 मिनट के अंदर सॉल्व कर दिया यह कंपैरिजन क्वांटम कंप्यूटेशन की अभूतपूर्व स्पीड को दर्शाता है लेकिन यह स्पीड इसकी सबसे बड़ी खासियत नहीं है इसकी सबसे बड़ी ताकत है एक्सपो शियल एरर रिडक्शन पिछले 30 सालों से रिसर्चस क्वांटम एरर करेक्शन को सॉल्व करने के पीछे लगे हैं आमतौर पर क्वांटम प्रोसेसर्स में नंबर ऑफ क्यूबिट्स बढ़ाने पर एरर बढ़ जाते हैं अब तक यह देखा गया है लेकिन वेलो चिप में ऐसी एरर करेक्शन स्कीम का इस्तेमाल हुआ है जिससे इसका उल्टा होता है इसमें जैसे-जैसे नंबर ऑफ क्यूबिट्स बढ़ाकर देखी गई एरर रेट्स एक्सपो शियली कम होने लग गई तीन दशकों से क्वांटम एरर करेक्शन पर काम चल रहा है 1990 में ही क्वांटम कंप्यूटर के जन्म के साथ रिसर्चस ने इस प्रॉब्लम को आइडेंटिफिकेशन होल्ड भी डिसाइड हो गया था मतलब किसी क्वांटम कंप्यूटर का एरर करेक्शन तभी इफेक्टिव माना जाएगा जब उसकी एरर रेट 0.01 पर से भी कम हो और क्वांटम कंप्यूटिंग के इतिहास में google3 कंप्यूटर्स के लिए बड़ा माइलस्टोन है इससे बड़े और यूजफुल क्वांटम कंप्यूटर्स बनाने का रास्ता साफ हो गया है इसलिए 2024 की सबसे बड़ी उपलब्धियों में से एक है एक तरफ जहां यह क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए बहुत बड़ी जीत है वहीं एक्सपर्ट्स का मानना है कि एक कमर्शियली वायबल क्वांटम कंप्यूटर अब भी कई साल की दूरी पर है आरसीएस भले ही एक बहुत कठिन प्रॉब्लम है लेकिन ये एक महज कंप्यूटेशनल बेंच मार्क है ये हमारे लिए कोई यूज़फुल प्रॉब्लम नहीं है अभी तक क्वांटम कंप्यूटर से कोई भी एक ऐसी प्रॉब्लम सॉल्व नहीं की गई है जिससे हमारी लाइफ में कोई चेंज आए कमर्शियल एप्लीकेशंस हमें देखने को मिल सकते हैं यह क्या एप्लीकेशंस हो सकते हैं जाते-जाते एक नजर मान लेते हैं लिस्ट में पहली चीज है ड्रग डिस्कवरी यानी नई दवाओं की खोज विलो चिप जैसे सिस्टम अ कॉम्प्लेक्शन को इफेक्टिवली सॉल्व कर सकते हैं जो नई दवाओं के डेवलपमेंट को तेज कर देगा दूसरी चीज है फ्यूजन एनर्जी रिसर्च हमारी दुनिया में एनर्जी का बहुत बड़ा क्राइसिस है और इसी के चक्कर में ग्लोबल वार्मिंग क्लाइमेट चेंज ये सब नई-नई समस्याएं खड़ी हो रही हैं अगर हम न्यूक्लियर फ्यूजन से एनर्जी बनाना सॉल्व कर लेते हैं तो यह प्रॉब्लम काफी हद तक सॉल्व हो जाएगी एक्सपर्ट्स का मानना है कि क्वांटम कंप्यूटर्स के सहारे फ्यूजन रिएक्टर्स को बेहतर सिम्युलेट कर सकते हैं जिससे इनकी रिसर्च तेज होगी और यह जल्द ही हकीकत में तब्दील होंगे इसी तरह क्वांटम कंप्यूटर्स से बैटरी डिजाइन और तमाम कॉम्प्लेक्टेड सिमुलेशंस वगैरह हैं उनमें रिवोल्यूशन आ सकता है इसमें एक और चीज है जिससे बहुत आस लगाई जा रही है व है क्वांटम कंप्यूटर्स और एआई यानी आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस का गठजोड़ कुछ एक्सपर्ट्स का मानना है कि कॉम्प्लेक्शन प्रोसेसर्स के जरिए तेजी से से ट्रेन किया जा सकता है और एआई के साथ मिलकर क्वांटम कंप्यूटर्स एक नए टेक्नोलॉजिकल रिवोल्यूशन को जन्म दे सकते हैं शायद इसलिए googleapis.com टवस में बिलियंस ऑफ डॉलर्स इन्वेस्ट किए हैं इस फीड में google2 रहती है अप्रैल 2023 में भारत अपने नेशनल क्वांटम मिशन के साथ इस रेस में शामिल हो गया इसके लिए करीब 000 करोड़ का बजट एलोकेट किया गया है और 2031 तक के लिए कुछ लक्ष्य निर्धारित किए गए हैं लेकिन अब भी हम यूएस और चाइना से काफी पीछे हैं इंडियन एक्सप्रेस में पिछले साल एक इससे जुड़ा एक आर्टिकल छपा था कि हमारी प्रोग्रेस क्या है एंड व्हाई वी नीड टू कैच अप आप इसे पढ़ सकते हैं इसके अलावा डिस्क्रिप्शन में आपके लिए कुछ और लिंक्स छोड़े हैं आप उन्हें देख सकते हैं और अगर आपको इस वीडियो में कुछ चीजें नहीं समझ में आई है क्योंकि हमने रैप अप करने की कोशिश की तो हमारी क्वांटम की प्लेलिस्ट का लिंक भी आपके लिए इसमें कई सारी वीडियो की सीरीज में हमने तसल्ली से कांसेप्ट डिस्कस किए हैं अगर आपने नहीं देखी तो उसे जरूर चेक आउट कीजिएगा बाकी यह वीडियो आपको कैसी लगी हमें कमेंट्स करके बताइए अच्छी लगी हो तो लाइक जरूर कर दीजिएगा वो बहुत मैटर करता है और इसे दोस्तों के साथ शेयर भी कीजिए इसे यहां तक आप देख रहे हैं इसके लिए बहुत-बहुत शुक्रिया एक कमरा इन खिड़कियों दरवाजों के उसमें दीवारों पे रंग समाजों के