Quantum Algorithm
सुर्खियों में क्यों?
Quantum Algorithm हम अक्सर सुनते हैं कि क्वांटम कंप्यूटर उन समस्याओं को कुशलतापूर्वक हल करते हैं जिन्हें क्लासिकल
कंप्यूटर से हल करना बहुत मुश्किल होता है। हालाँकि, क्वांटम कंप्यूटिंग की पूरी क्षमता का दोहन केवल
हार्डवेयर के बारे में नहीं है, इसके लिए चतुर क्वांटम एल्गोरिदम के विकास की आवश्यकता है।
क्वांटम कंप्यूटिंग क्या है?
क्वांटम कंप्यूटर कंप्यूटिंग के नए तरीके बनाने के लिए क्वांटम भौतिकी में घटनाओं का उपयोग
करती है।
क्वांटम कंप्यूटिंग में क्वैबिट शामिल है।
आज के पारंपरिक कंप्यूटर बाइनरी 0 और 1 अवस्थाओं के रूप में जानकारी संग्रहीत करते हैं,
क्वांटम कंप्यूटर क्वांटम बिट्स का उपयोग करके गणना करने के लिये प्रकृति के मूलभूत नियमों
पर आधारित होते हैं।
बिट के विपरीत जो कि 0 या 1 क्यूबिट अवस्थाओं के संयोजन में हो सकता है, इसके विपरीत
क्वांटम बड़ी गणना की अनुमति देता है और उन्हें जटिल समस्याओं को हल करने की क्षमता देता
है जो कि सबसे शक्तिशाली पारंपरिक सुपर कंप्यूटर भी सक्षम नहीं हैं।
क्लासिकल कंप्यूटर जो अधिक बिट्स जोड़ते हैं वे केवल रैखिक रूप से शक्ति बढ़ा सकते हैं।
क्वांटम क्या है?
क्वांटम कंप्यूटिंग में क्वांटम यांत्रिकी को संदर्भित करता है जिसका उपयोग सिस्टम आउटपुट
की गणना करने के लिए करता है। भौतिकी में, क्वांटम किसी भी भौतिक संपत्ति की सबसे छोटी
संभव असतत इकाई है। यह आमतौर पर परमाणु या उपपरमाण्विक कणों, जैसे इलेक्ट्रॉन, न्यूट्रिनो
और फोटॉन के गुणों को संदर्भित करता है।
क्वबिट क्या है?
क्वांटम कंप्यूटिंग में क्वबिट सूचना की मूल इकाई है। क्यूबिट क्वांटम कंप्यूटिंग में वैसी ही भूमिका
निभाते हैं जैसी क्लासिकल कंप्यूटिंग में बिट्स निभाते हैं, लेकिन वे बहुत अलग तरीके से व्यवहार
करते हैं। क्लासिकल बिट्स बाइनरी हैं और केवल 0 या 1 की स्थिति धारण कर सकते हैं, लेकिन
क्यूबिट सभी संभावित स्थितियों में सुपरपोजिशन धारण कर सकते हैं।
सुपरपोज़िशन
सुपरपोज़िशन में क्वांटम कण सभी संभावित अवस्थाओं
का एक संयोजन होते हैं। जब तक उन्हें देखा और
मापा नहीं जाता तब तक उनमें उतार-चढ़ाव होता रहता
है। बाइनरी स्थिति और सुपरपोज़िशन के बीच अंतर को
चित्रित करने का एक तरीका एक सिक्के की कल्पना
करना है। क्लासिकल बिट्स को सिक्का उछालकर और
चित या पट प्राप्त करके मापा जाता है। हालाँकि, यदि
आप एक सिक्के को देखने में सक्षम थे और एक ही
समय में दोनों चित और पट, साथ ही बीच की प्रत्येक स्थिति को देख सकते थे, तो सिक्का
सुपरपोज़िशन में होगा।
एन्टैंगलमेंट
एन्टैंगलमेंट क्वांटम कणों की उनके माप परिणामों को एक दूसरे के साथ सहसंबंधित करने की क्षमता
है। जब क्यूबिट उलझ जाते हैं, तो वे एक एकल प्रणाली बनाते हैं और एक दूसरे को प्रभावित करते हैं।
हम दूसरों के बारे में निष्कर्ष निकालने के लिए एक क्यूबिट से माप का उपयोग कर सकते हैं। किसी
सिस्टम में अधिक क्यूबिट जोड़कर और उलझाकर, क्वांटम कंप्यूटर तेजी से अधिक जानकारी की
गणना कर सकते हैं और अधिक जटिल समस्याओं को हल कर सकते हैं।
क्वांटम हस्तक्षेप
क्वांटम हस्तक्षेप एक क्विबिट का आंतरिक व्यवहार है, जो सुपरपोजिशन के कारण, इसके एक या दूसरे
तरीके से ढहने की संभावना को प्रभावित करता है। क्वांटम कंप्यूटरों को यथासंभव हस्तक्षेप को कम
करने और सबसे सटीक परिणाम सुनिश्चित करने के लिए डिज़ाइन और निर्मित किया गया है। इस
उद्देश्य के लिए माइक्रोसॉफ्ट टोपोलॉजिकल क्वैबिट का उपयोग करता है, जो उनकी संरचना में हेरफेर
करके और उन्हें रासायनिक यौगिकों से घेरकर स्थिर किया जाता है जो उन्हें बाहरी हस्तक्षेप से बचाते
हैं।
एल्गोरिदम क्या है?
एल्गोरिदम तार्किक रूप से जुड़े गणितीय चरणों का एक क्रम है जो किसी समस्या को हल करता
है।
उदाहरण के लिए: तीन संख्याओं को जोड़ने के लिए एक एल्गोरिदम में दो चरण हो सकते हैं: पहले
चरण में पहले दो संख्याओं को जोड़ें और दूसरे चरण में तीसरे नंबर पर परिणाम जोड़ें।
क्वांटम बनाम शास्त्रीय एल्गोरिदम
क्वांटम एल्गोरिदम में चरणों की एक श्रृंखला होती है, लेकिन इसके कार्यान्वयन के लिए क्वांटम
गेट्स की आवश्यकता होती है। क्लासिकल बिट्स के विपरीत, क्विबिट्स 0 और 1 दोनों स्थितियों में
एक साथ मौजूद हो सकते हैं, जिससे क्वांटम एल्गोरिदम को गति बढ़ाने के लिए सुपरपोजिशन का
फायदा उठाने की अनुमति मिलती है।
इस गति को नियंत्रित करने वाला एक कारक क्वांटम बिट्स, या क्विबिट्स की स्थिति के
सुपरपोजिशन की संभावना है, जो जानकारी को एन्कोड करता है। जबकि एक क्लासिकल कंप्यूटर
जानकारी को एन्कोड करने के लिए बिट्स के रूप में सेमीकंडक्टर-आधारित गैजेट का उपयोग करता
है, क्वांटम कंप्यूटर क्यूबिट का उपयोग करते हैं।
निष्कर्ष
क्वांटम एल्गोरिदम अन्य क्षेत्रों के अलावा अनुकूलन, दवा डिजाइन और पैटर्न खोज में समस्याओं को
अधिक कुशलता से हल कर सकता है।
जब विश्वसनीय, बड़े पैमाने पर उपकरण उपलब्ध हो जाते हैं, तो क्वांटम कंप्यूटिंग कई अन्य कठिन
समस्याओं का समाधान करने में भी मदद करेगी।
क्वांटम एल्गोरिदम में अनुसंधान अत्यधिक अंतःविषय है, जिसमें कंप्यूटर विज्ञान, गणित और
भौतिकी शामिल हैं। यह क्षेत्र अभी भी विकसित हो रहा है, और इसमें महत्वपूर्ण योगदान देने के
बहुत सारे अवसर हैं।
स्रोत: द हिंदू RELATED LINK