गुगलचे क्वांटम इकोज अल्गोरिथम कसे काम करते

इन्फॉर्मेटेक डिजिटल » संसाधने » गुगलचे क्वांटम इकोज अल्गोरिथम कसे काम करते

La क्वांटम संगणन आता फक्त सिद्धांत राहिलेले नाही. औषध, प्रगत साहित्य किंवा सायबर सुरक्षा याबद्दलच्या संभाषणात स्वतःला सामील करून घेणे. गुगल गेल्या अनेक वर्षांपासून हे दाखवण्याचा प्रयत्न करत आहे की त्यांचे क्वांटम संगणक हे केवळ लक्षवेधी प्रोटोटाइप नाहीत तर वास्तविक जगाच्या अनुप्रयोगांसह साधने आहेत. क्वांटम इकोज अल्गोरिथम आणि त्याच्या विलो चिपसह, कंपनीचा दावा आहे की त्यांनी या तांत्रिक शर्यतीची गती बदलू शकणाऱ्या टप्प्यांपैकी एक गाठला आहे.

हे नवीन अल्गोरिथम, एक अयोग्य सहसंबंधक जटिल प्रणालींमध्ये क्वांटम माहिती कशी प्रसारित होते याचा अभ्यास करण्यासाठी डिझाइन केलेले, ते केवळ अविश्वसनीयपणे वेगवान नाही: प्रकाशित डेटानुसार, ते समतुल्य कार्यासाठी सर्वोत्तम क्लासिकल सुपरकॉम्प्युटरपेक्षा सुमारे १३,००० पट वेगाने कार्य करते. परंतु सर्वात मनोरंजक गोष्ट म्हणजे ते एक पडताळणीयोग्य अल्गोरिथम आहे, म्हणजे त्याचे परिणाम इतर समान क्वांटम उपकरणांवर पुनरावृत्ती आणि तपासले जाऊ शकतात - जर आपल्याला हे तंत्रज्ञान प्रयोगशाळेच्या पलीकडे जायचे असेल तर हा एक महत्त्वाचा घटक आहे.

क्वांटम इकोज म्हणजे नेमके काय आणि प्रत्येकजण त्याबद्दल का बोलत आहे?

क्वांटम इकोज म्हणजे OTOC-प्रकारचा क्वांटम अल्गोरिथम (आउट-ऑफ-टाइम-ऑर्डर कोरिलेटर). क्वांटम सिस्टीमला ऑपरेशन्सच्या मालिकेत आणल्यानंतर आणि नंतर त्याच्या उत्क्रांतीला "रिवाइंड" केल्यानंतर क्यूबिटची स्थिती कशी बदलते हे मोजणे हे त्याचे मुख्य कार्य आहे. प्रत्यक्षात, ते क्वांटम गोंधळाचे थर्मामीटर म्हणून कार्य करते: ते चुंबकीकरण, घनता, प्रवाह आणि वेग यासारख्या प्रमाणात मोजून क्यूबिटच्या संचामध्ये माहिती कशी पसरवली जाते याचे विश्लेषण करते.

गुगल जे प्रस्तावित करते ते म्हणजे या अल्गोरिथमचा वापर एक प्रकारचा काळजीपूर्वक डिझाइन केलेले क्वांटम इकोप्रथम, विलो चिपला एक जटिल क्वांटम सिग्नल प्राप्त होतो ज्यामुळे सिस्टम विकसित होते. नंतर, एका विशिष्ट क्यूबिटमध्ये एक लहान गोंधळ सुरू केला जातो आणि त्यानंतर, प्रक्रिया पूर्ववत करण्याचा प्रयत्न करण्यासाठी ऑपरेशन्सचा उलट क्रम अंमलात आणला जातो. या संपूर्ण प्रक्रियेच्या शेवटी, सिस्टम प्रारंभिक स्थितीचा क्वांटम "इको" परत करते, जो रचनात्मक हस्तक्षेपामुळे वाढतो आणि वाटेत काय घडले याबद्दल अत्यंत अचूक माहिती प्रकट करतो.

सैद्धांतिक दृष्टिकोनातून, या प्रकारच्या आउट-ऑफ-ऑर्डर सहसंबंधकांचा अभ्यास करण्यासाठी वापर केला जातो अत्यंत गुंतागुंतीच्या प्रणालींमध्ये माहिती कशी मिसळते आणि पसरतेजसे की ब्लॅक होल किंवा विदेशी क्वांटम मटेरियलचे वर्णन करणारे मॉडेल. येथे नवीन गोष्ट अशी आहे की, पहिल्यांदाच, त्यांना सिद्धांतापासून प्रयोगशाळेत एका प्रयोगासह नेण्यात आले आहे ज्याची पुनरावृत्ती आणि पडताळणी केली जाऊ शकते आणि जे अगदी विशिष्ट भौतिक अनुप्रयोगांकडे देखील निर्देश करते.

गुगलने हे निकाल दोन पूरक पेपर्समध्ये सादर केले आहेत: एक प्रकाशित झाला निसर्गएक पेपर अल्गोरिथम आणि त्याच्या पडताळणीयोग्य क्वांटम फायद्याचे प्रात्यक्षिक करण्यावर लक्ष केंद्रित करतो, तर दुसरा, arXiv रिपॉझिटरीमध्ये पोस्ट केलेला, रसायनशास्त्र आणि स्पेक्ट्रोस्कोपीमधील संभाव्य अनुप्रयोगांकडे अधिक केंद्रित आहे. नेचर लेखाच्या स्वाक्षरीकर्त्यांमध्ये मिशेल डेव्होरेट आहेत, जे २०२५ च्या भौतिकशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक विजेते आणि सुपरकंडक्टिंग क्यूबिट्सच्या विकासातील एक प्रमुख व्यक्ती आहेत.

कंपनीच्या अभियंत्यांच्या मते, क्वांटम इकोज १३,००० पट वेगाने काम करते विलो चिपवर जे सर्वोत्तम आहे समतुल्य शास्त्रीय अल्गोरिदम जगातील सर्वात शक्तिशाली सुपरकॉम्प्युटरवर अंमलात आणले. व्यावहारिक भाषेत सांगायचे तर, एका शास्त्रीय यंत्राला जे सोडवण्यासाठी हजारो किंवा ट्रिलियन वर्षे लागतात, ते विलो काही मिनिटांत साध्य करतो, पूर्ण क्वांटम अॅडव्हान्टेज मानल्या जाणाऱ्या उंबरठ्यावर पोहोचतो.

अल्गोरिथम समजून घेण्यासाठी क्वांटम संगणनाची मूलभूत तत्त्वे

क्वांटम इकोज कसे कार्य करते याची स्पष्ट कल्पना येण्यासाठी, हे लक्षात ठेवण्यासारखे आहे की क्वांटम संगणक शास्त्रीय बिट्ससह काम करत नाही.पण क्यूबिट्ससह. जरी एक बिट फक्त 0 किंवा 1 असू शकतो, तरी एक क्यूबिट एकाच वेळी दोन्ही अवस्थांच्या सुपरपोझिशनमध्ये असू शकतो. यामुळे क्यूबिट्सचा संच एकाच वेळी शून्य आणि एकांच्या मोठ्या संख्येने संयोजनांचे प्रतिनिधित्व करू शकतो.

क्यूबिट्स भौतिक प्रणालींमध्ये फेरफार करून अंमलात आणले जातात जसे की फोटॉन, इलेक्ट्रॉन, अडकलेले आयन, अणू किंवा सुपरकंडक्टिंग सर्किट्सइतर कंपन्यांप्रमाणे, गुगल सुपरकंडक्टिंग क्यूबिट्समध्ये गुंतवणूक करत आहे, जे १९८० च्या दशकात डेव्होरेट आणि इतर संशोधकांनी सुरू केलेल्या मॅक्रोस्कोपिक क्वांटम सर्किट्समधील प्रयोगांचे थेट वंशज आहेत. हे क्यूबिट्स अडकू शकतात, म्हणजेच एक सामान्य क्वांटम स्थिती सामायिक करू शकतात आणि सामूहिक संरचना तयार करतात जिथे संभाव्यता लाटांप्रमाणे एकत्र येतात.

या संदर्भात, क्वांटम अल्गोरिथम हे एका पेक्षा अधिक काही नाही लॉजिक गेट्सचा क्रम जे a वर लागू केले जातात ओव्हरलॅपिंग आणि इंटरटर्न्ड क्यूबिट्सचे नेटवर्कसर्किट जसजसे विकसित होते तसतसे संभाव्यता मोठेपणा हस्तक्षेपाद्वारे एकमेकांना बळकट करतात किंवा रद्द करतात. युक्ती अशी आहे की अल्गोरिदम डिझाइन करणे जेणेकरून, शेवटी, योग्य उपाय वाढवले ​​जातील आणि सिस्टम मोजताना सर्वात संभाव्य बनतील.

क्वांटम इकोजच्या किल्लींपैकी एक, रचनात्मक हस्तक्षेप, तेव्हा होतो जेव्हा क्वांटम लाटा टप्प्यात संरेखित होतात आणि ते एकमेकांना रद्द करण्याऐवजी जोडतात. जर सर्किट चांगले डिझाइन केलेले असेल, तर हा परिणाम अल्गोरिथमचा अंतिम "प्रतिध्वनी" पार्श्वभूमीच्या आवाजातून स्पष्टपणे उठून दिसतो आणि सिस्टममध्ये माहिती कशी प्रसारित झाली आहे याचे अतिशय संवेदनशील वाचन करण्यास अनुमती देतो, जरी मध्यवर्ती प्रक्रिया खूप गोंधळलेली असली तरीही.

हे सर्व खूप शक्तिशाली वाटते, परंतु त्यात एक गंभीर समस्या देखील आहे: आवाजाच्या पार्श्वभूमीवर क्वांटम सिस्टीमची नाजूकतातापमान, कंपन, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशन किंवा बाह्य हस्तक्षेपातील किमान फरक क्यूबिट्समध्ये त्रुटी आणू शकतात, सिस्टमची सुसंगतता खंडित करू शकतात आणि गणना खराब करू शकतात. म्हणून, क्वांटम त्रुटी नियंत्रण आणि डीकोहेरेन्स कमी करणे ही उद्योगातील दोन प्रमुख आव्हाने आहेत.

विलो चिपवर क्वांटम इकोज टप्प्याटप्प्याने कसे काम करते

विलो शेवटचा आहे. गुगलची सुपरकंडक्टिंग क्वांटम चिपआणि हाच तो हार्डवेअर आहे ज्यावर क्वांटम इकोज चालते. या प्रोसेसरने पाच मिनिटांपेक्षा कमी वेळात रँडम सर्किट्सचे नमुने घेण्यासाठी बेंचमार्क चाचण्या पूर्ण करून आधीच लक्ष वेधून घेतले आहे - अशी कामे जी पारंपारिक सुपर कॉम्प्युटर दहापट सेप्टिलियन वर्षांत पूर्ण करू शकत नाही. क्वांटम इकोजसह, विलो पुन्हा एकदा केंद्रस्थानी येत आहे.

अल्गोरिथमची मूलभूत योजना क्वांटम "टाइम रिवाइंडिंग" अनुभव म्हणून समजली जाऊ शकते, जरी भूतकाळात काहीही पाठवले जात नाही.या प्रक्रियेमध्ये सिस्टममध्ये ऑपरेशन्सचा क्रम लागू करणे, विशिष्ट क्यूबिटमध्ये एक लहान गोंधळ आणणे आणि नंतर तोच क्रम अत्यंत अचूकतेने उलट दिशेने अंमलात आणणे समाविष्ट आहे. जर सर्वकाही योग्यरित्या ट्यून केले असेल, तर सिस्टम त्याच्या मूळ स्थितीच्या जवळ परत येते आणि भरपूर माहिती असलेला इंटरफेरोमेट्रिक प्रतिध्वनी सोडते.

अतिशय सोप्या पद्धतीने, ही प्रक्रिया तीन मुख्य टप्प्यांतून जाते: पहिला, अ क्यूबिट्सच्या संचामध्ये सु-नियंत्रित प्रारंभिक स्थितीनंतर, त्या अवस्थेला क्वांटम गेट्सच्या क्रमाने विकसित होण्याची परवानगी दिली जाते ज्यामुळे ती अत्यंत गुंतागुंतीची आणि अराजक बनते; शेवटी, सर्किटचे वेळ उलटे केले जाते, प्रक्रियेच्या मध्यभागी एक क्यूबिट बदलला जातो आणि त्या गोंधळाचा अंतिम प्रतिध्वनीवर कसा परिणाम होतो हे पाहिले जाते.

या सेटअपचे सौंदर्य असे आहे की शेवटी मोजलेला प्रतिध्वनी कमकुवत परावर्तन नाही, तर द्वारे वाढवलेला सिग्नल आहे रचनात्मक हस्तक्षेपनेमक्या याच कारणास्तव, हे तंत्र सिस्टमच्या अंतर्गत गतिमानतेतील लहान बदलांसाठी अत्यंत संवेदनशील आहे. गुगलने चिपचा प्रभावी त्रुटी दर घातांकीयरित्या कमी करण्यासाठी या संवेदनशीलतेचा वापर केला आहे, ज्यामुळे मोठ्या प्रमाणात त्रुटी सुधारणे व्यवहार्य होण्याच्या मर्यादेपेक्षा कमी परिणाम मिळतात.

वर्णन केलेल्या काही प्रयोगांमध्ये, क्वांटम मशीन फक्त दोन तासांत समस्या सोडवू शकली, तर फ्रंटियर सुपर कॉम्प्युटर - जगातील सर्वात शक्तिशालींपैकी एक - ला आवश्यक असेल सुमारे ३.२ वर्षे सतत संगणन समतुल्य शास्त्रीय कोड कार्यान्वित करण्यासाठी. विलो किंवा तत्सम गुणवत्तेच्या इतर उपकरणांवर निकालाची पुनरावृत्ती होऊ शकते या वस्तुस्थितीसह, ही प्रचंड कामगिरीची तफावत, तथाकथित "सत्यापित क्वांटम फायदा" चा आधार आहे.

शिवाय, Google द्वारे वापरलेला प्रोटोकॉल अनुप्रयोगाशिवाय क्वांटम सुप्रीमेसिटीमध्ये हा एक साधा व्यायाम राहत नाही.मागील प्रयोगांप्रमाणे, जे वास्तविक जगात अनुवादित करणे कठीण असलेल्या कृत्रिम गणितीय समस्यांवर लक्ष केंद्रित करत होते, येथे अल्गोरिदमचा वापर अतिशय विशिष्ट भौतिक प्रक्रियांचे अनुकरण करण्यासाठी केला जातो: वास्तविक रेणूंची रचना आणि गतिशीलता देखील अणु चुंबकीय अनुनाद वापरून अभ्यासली जाते.

पडताळणीयोग्य क्वांटम फायदा: ही प्रगती वेगळी का आहे

आतापर्यंत, "क्वांटम सुप्रीमसी" च्या अनेक घोषणांवर टीका झाली होती कारण निकालांची स्वतंत्रपणे पडताळणी कशी करायची हे स्पष्ट नव्हते. किंवा सोडवलेल्या समस्यांचा व्यावहारिक उपयोग काय होता हे देखील कळले नाही. उदाहरणार्थ, गुगलच्या २०१९ च्या मैलाचा दगड म्हणजे रँडम सर्किट सॅम्पलिंगवर एक गणना करणे जे कोणताही सुपर कॉम्प्युटर वाजवी वेळेत प्रतिकृती बनवू शकत नव्हता, परंतु ज्याचा प्रयोगशाळेबाहेरही काही उपयोग नव्हता.

क्वांटम इकोजसह, कंपनी सुरुवातीपासूनच डिझाइन केलेल्या प्रयोगाद्वारे त्या वादाचे निराकरण करण्याचा प्रयत्न करते पडताळणीयोग्य आणि ज्यांना ते हवे आहे त्यांना ही युक्ती पुन्हा सांगाअल्गोरिथम अशा पॅरामीटर्स आणि कॉन्फिगरेशनसह अंमलात आणला गेला आहे ज्याची तुलनात्मक क्वांटम हार्डवेअरसह इतर संशोधन गट प्रतिकृती बनवण्याचा प्रयत्न करू शकतात. शिवाय, क्वांटम सिम्युलेशनच्या निकालांची तुलना सुप्रसिद्ध तंत्रांचा वापर करून मिळवलेल्या शास्त्रीय भौतिक मापनांशी केली जाते.

गुगलने दावा केलेली "क्वांटम पडताळणीयोग्यता" दोन स्तंभांवर आधारित आहे: पहिले म्हणजे, इतर समान क्वांटम मशीनवर गणना पुनरुत्पादित केली जाऊ शकते ही वस्तुस्थिती; दुसरे म्हणजे, शक्यता अल्गोरिदमच्या आउटपुटची प्रायोगिक डेटाशी तुलना करा. न्यूक्लियर मॅग्नेटिक रेझोनन्स इमेजिंग किंवा क्लासिकल सिम्युलेशन अशा प्रकरणांमध्ये जिथे ते अजूनही शक्य आहेत. हे दुहेरी प्रमाणीकरण या दाव्याला बळ देते की आपण फक्त अशा गणितीय युक्तीचा सामना करत नाही आहोत ज्याची पडताळणी करणे कठीण आहे.

या प्रकारचे प्रात्यक्षिक शक्य होण्यासाठी, हार्डवेअर एकत्र करावे लागेल अत्यंत कमी त्रुटी दरांसह उच्च-गती ऑपरेशन्सवेळ-उलटण्याच्या क्रमातील कोणताही विचलन अंतिम प्रतिध्वनी खराब करतो. विलो कोसळल्याशिवाय या आव्हानावर मात करू शकला हे तथ्य सूचित करते की सुपरकंडक्टिंग क्यूबिट्सवरील नियंत्रण एका उल्लेखनीय पातळीवर पोहोचले आहे, जे काही वर्षांपूर्वीपेक्षा खूपच परिपक्व आहे.

तरीही, अनेक तज्ञ सावधगिरी बाळगण्याचा आग्रह करत आहेत. माद्रिदच्या स्वायत्त विद्यापीठातील सैद्धांतिक भौतिकशास्त्र विभागातील कार्लोस सबिन सारखे संशोधक असे निदर्शनास आणतात की इतर क्वांटम फायदे आधीच जाहीर केले गेले आहेत, जे नंतर पात्र ठरले आहेत. इतर गटांनी क्लासिक अल्गोरिदम सुधारले आहेत किंवा पारंपारिक संगणकांचा वापर करून निकाल अंदाजे करण्याचे मार्ग शोधले आहेत, परंतु वैज्ञानिक समुदाय आता गुगलचा प्रयोग किती प्रमाणात दृढ सीमा दर्शवितो हे पडताळण्याच्या प्रक्रियेत आहे.

रसायनशास्त्रातील उपयोग: रेणू, NMR आणि "क्वांटोस्कोप" चे स्वप्न

क्वांटम इकोजच्या सर्वात उल्लेखनीय पैलूंपैकी एक म्हणजे त्याचा वापर साधन म्हणून केला जातो रासायनिक अनुकरण आणि क्वांटम स्पेक्ट्रोस्कोपीबर्कले येथील कॅलिफोर्निया विद्यापीठाच्या सहकार्याने, गुगलने विलोवर दोन रेणूंचा अभ्यास करण्यासाठी अल्गोरिथम चालवला आहे: एक १५ अणूंसह आणि दुसरा २८ अणूंसह, तुलनात्मक बिंदू म्हणून प्रायोगिक न्यूक्लियर मॅग्नेटिक रेझोनान्स (NMR) डेटा वापरला आहे.

वैद्यकीय चुंबकीय अनुनाद इमेजिंगचा स्पेक्ट्रोस्कोपिक चुलत भाऊ अथवा बहीण, एमआरआय म्हणून कार्य करते चुंबकीय "स्पिन" वर आधारित आण्विक सूक्ष्मदर्शक अणु केंद्रकांचे. हे फिरणे चुंबकीय क्षेत्र आणि रेडिओ फ्रिक्वेन्सी सिग्नलला कसे प्रतिसाद देतात हे शोधून, शास्त्रज्ञ अणूंची सापेक्ष स्थिती आणि परिणामी, रेणूची रचना काढू शकतात. हे रसायनशास्त्र, जीवशास्त्र आणि पदार्थ विज्ञानातील एक मूलभूत साधन आहे.

समस्या अशी आहे की, जेव्हा रेणू मोठे होतात किंवा स्पिनमधील परस्परसंवाद अधिक जटिल होतात, तेव्हा एनएमआर डेटाचा अर्थ लावण्याच्या शास्त्रीय पद्धती अत्यंत महागड्या बनतात. संगणकीय दृष्टिकोनातून. क्वांटम इकोजचा विचार इथेच येतो: अराजक प्रणालीच्या अंतर्गत क्वांटम गतिशीलतेचा मागोवा घेण्याची त्याची क्षमता त्याला लांब अंतरावरील स्पिनमधील परस्परसंवाद अधिक कार्यक्षमतेने मॉडेल करण्यास अनुमती देते.

बर्कले येथे केलेल्या संकल्पनेच्या पुराव्यामध्ये, क्वांटम अल्गोरिथमसह मिळालेले निकाल ते पारंपारिक एमआरआय मोजमापांसोबत जुळले. दोन्ही रेणूंसाठी, जे दृष्टिकोनाचे पहिले मजबूत प्रमाणीकरण दर्शवते. परंतु याव्यतिरिक्त, क्वांटम विश्लेषणाने स्पिन डायनॅमिक्सबद्दल अधिक तपशील उघड केले जे सामान्यतः शास्त्रीय तंत्रांनी मिळवता येत नाहीत, जे अधिक संवेदनशीलतेकडे निर्देश करतात.

गुगल क्वांटम एआयचे सहयोगी आणि बर्कले येथील प्राध्यापक अशोक अजॉय सारखे संशोधक आधीच भविष्याबद्दल बोलत आहेत "क्वांटम स्पेक्ट्रोस्कोपी" वर्तमान मर्यादेपलीकडे जाण्यास सक्षमया परिस्थितीत, क्वांटम इकोज सारख्या क्वांटम अल्गोरिदमसह प्रायोगिक NMR चे संयोजन नवीन औषधे शोधण्यासाठी, अल्झायमर सारख्या जटिल रोगांना चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी किंवा बॅटरी, पॉलिमर किंवा अगदी सुपरकंडक्टिंग क्यूबिट्ससाठी प्रगत साहित्य डिझाइन करण्यासाठी एक उच्च-स्तरीय साधन बनू शकते.

औषध, साहित्य विज्ञान आणि इतर उद्योगांवर संभाव्य परिणाम

जर गुगलची आश्वासने प्रत्यक्षात आली तर क्वांटम इकोज हे पहिले गंभीर पाऊल असू शकते वास्तविक जगात वापरल्या जाणाऱ्या मूर्त अनुप्रयोगांसह क्वांटम संगणकअनेक-शरीर क्वांटम सिस्टीमचे अचूक मॉडेलिंग करण्याची क्षमता संगणकीय रसायनशास्त्रासारख्या क्षेत्रात थेट परिणाम करते, जिथे जटिल इलेक्ट्रॉनिक परस्परसंवादांचे अनुकरण करणे ही शास्त्रीय संगणनासाठी जवळजवळ प्रतिबंधात्मक समस्या आहे.

बायोमेडिकल क्षेत्रात, हे शक्यतेमध्ये अनुवादित होते औषध उमेदवार रेणूंच्या जागेचा अधिक कार्यक्षमतेने शोध घेण्यासाठीहजारो संयुगांची आंधळेपणाने चाचणी करण्याऐवजी, क्वांटम संगणक विशिष्ट जैविक लक्ष्यासाठी कोणत्या रचना सर्वोत्तम आहेत हे सांगण्यास मदत करू शकतो, ज्यामुळे न्यूरोडीजनरेटिव्ह रोग, कर्करोग किंवा इतर जटिल आजारांवरील उपचारांच्या विकासाला गती मिळू शकते.

पदार्थ विज्ञानात, हेच तर्क लागू होते विशिष्ट गुणधर्मांसह नवीन संयुगे डिझाइन कराअधिक स्थिर सुपरकंडक्टर, जास्त ऊर्जा घनतेसह बॅटरी मटेरियल, प्रगत पॉलिमर किंवा हलके आणि मजबूत मिश्रधातू. सूक्ष्म पातळीवर क्वांटम डायनॅमिक्सवरील नियंत्रण यादृच्छिक संयोजनांची चाचणी करणे आणि विश्वासार्ह सिम्युलेशनसह निकालांचे बारकाईने ट्यूनिंग करणे यात फरक करते.

या सर्वांमध्ये सायबरसुरक्षासारख्या क्षेत्रांवर होणारा संभाव्य परिणाम जोडला गेला आहे. जरी क्वांटम इकोज स्वतः एन्क्रिप्शन तोडण्याचे उद्दिष्ट ठेवत नाही, तरी ते त्याचा एक भाग आहे प्रगतीची तीच लाट जी क्वांटम मशीन्सना उपयुक्त होण्याच्या जवळ आणतेसुरक्षा समुदाय आधीच "आता कापणी करा, नंतर डिक्रिप्ट करा" या धोरणाबद्दल बोलत आहे: सध्याचे क्रिप्टोग्राफिक अल्गोरिदम तोडण्यास सक्षम क्वांटम संगणक अस्तित्वात असताना ते डिक्रिप्ट करण्यासाठी आज डेटा चोरणे, ज्यामुळे युरोपियन युनियन आणि ENISA सारख्या संस्थांना पोस्ट-क्वांटम सिस्टममध्ये संक्रमणाची योजना आखण्यास प्रवृत्त केले आहे.

भू-राजकीय पातळीवर, गुगलचे हे पाऊल एका आयबीएम, मायक्रोसॉफ्ट आणि अनेक चिनी खेळाडूंसारख्या दिग्गजांशी तीव्र स्पर्धाचीनमधील वुकॉन्ग सारखे प्लॅटफॉर्म किंवा आयबीएमचे सुपरकंडक्टिंग क्यूबिट्स आणि दीर्घकाळ टिकणारे लॉजिक क्यूबिट्समधील विकास हे दर्शविते की कोणीही मागे राहू इच्छित नाही. गुगलचा दावा आहे की पडताळणीयोग्य क्वांटम फायदा हा वैज्ञानिक प्रगती व्यतिरिक्त, या शर्यतीत त्याच्या स्थानाबद्दल एक धोरणात्मक संदेश आहे.

वैज्ञानिक समुदायातील सध्याच्या मर्यादा आणि संशयवाद

हे सर्व आतषबाजी नाही. जरी क्वांटम इकोज प्रयोग मागील टप्पे ओलांडून एक झेप दर्शवितो, तरी अनेक तज्ञ यावर भर देतात की आपण अजूनही प्रायोगिक टप्प्यात आहोत हे स्पष्ट आहे.सध्या तरी, प्रात्यक्षिके तुलनेने लहान रेणू आणि क्वांटम सर्किट्स वापरून केली जात आहेत, जी प्रभावी असली तरी, मोठ्या प्रमाणात औद्योगिक समस्या सोडवण्यासाठी आवश्यक असलेल्या गोष्टींपासून अजूनही खूप दूर आहेत.

गुगलने स्वतः गोळा केलेल्या अंदाजानुसार, ज्या रेणूंना क्रमाने आवश्यक आहे ते गाठण्यासाठी संबंधित जटिलतेचे ५० भौतिक क्यूबिट्सयासाठी शेकडो ते लाखो क्वांटम लॉजिक गेट्स चालवावे लागतील. ही संख्या सध्याच्या प्रयोगांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या ७९२ गेट्सपेक्षा खूपच जास्त आहे आणि या पद्धतीत काम करणाऱ्या त्रुटी कमी करण्याच्या तंत्रांचा वापर जास्त खोल सर्किट्सपर्यंत पोहोचू शकत नाही.

वारंवार होणाऱ्या टीकेपैकी एक म्हणजे, जरी प्रात्यक्षिकात खरा क्वांटम फायदा दिसून आला तरी, उच्च-प्रभावी व्यावहारिक वापर अद्याप सिद्ध झालेला नाही.दुसऱ्या शब्दांत सांगायचे तर, अल्गोरिदमने पद्धतींचे प्रमाणीकरण करण्यासाठी आणि सुधारित शास्त्रीय तंत्रांनी हाताळता येणाऱ्या प्रणालींचा अभ्यास करण्यासाठी काम केले आहे, परंतु विशिष्ट औद्योगिक किंवा वैद्यकीय संदर्भात शास्त्रीय संगणनासाठी पूर्णपणे अप्राप्य असलेली समस्या अद्याप सोडवलेली नाही.

शिवाय, त्रुटी सुधारण्याचा मुद्दा अजूनही एक अडथळा आहे. मोठ्या प्रमाणात क्वांटम संगणक चालवण्यासाठी आवश्यक आहे अनेक भौतिक क्यूबिट्सपासून बनवलेले मजबूत तार्किक क्यूबिट्सजेणेकरून माहिती न गमावता वैयक्तिक चुका शोधता येतील आणि दुरुस्त करता येतील. गुगलने हे ध्येय त्याच्या क्वांटम रोडमॅपचा तिसरा टप्पा म्हणून ओळखले आहे: दीर्घकालीन लॉजिक क्यूबिट साध्य करणे जे क्रॅश न होता जटिल अल्गोरिदम चालवण्याच्या मागण्यांना तोंड देऊ शकेल.

या आरक्षणांना न जुमानता, अगदी सावध आवाज देखील हे मान्य करतात की क्वांटम इकोज हे एक महत्त्वाचे प्राथमिक पाऊल असू शकते व्यावहारिक उपयुक्तता दाखवण्याच्या दिशेने. इतर प्रयोगशाळा प्रयोगाचे पुनरुत्पादन करू शकतात का, स्पर्धात्मक शास्त्रीय अल्गोरिदम सुधारू शकतात का हे पाहणे, आणि सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, या तंत्रांना अधिक क्यूबिट्स आणि अधिक गेट्स असलेल्या प्रणालींमध्ये स्केल करणे, त्रुटी वाढल्याशिवाय.

मोठ्या चित्राकडे पाहता, क्वांटम इकोज एक बनत आहे क्वांटम हार्डवेअर आणि सॉफ्टवेअर समांतर प्रगती करत आहेत याचे स्पष्ट संकेतविलो दाखवून देतात की नाजूक वेळ-उलट प्रोटोकॉलला परवानगी देण्यासाठी कमी त्रुटी दरांसह कार्य करणे शक्य आहे, तर अल्गोरिथम वास्तविक-जगातील भौतिक समस्यांना थेट संबोधित करणाऱ्या अनुप्रयोगांसाठी दरवाजे उघडतो. अजून बराच प्रवास बाकी आहे, परंतु लागू केलेल्या क्वांटम संगणनाचे पहिले प्रतिध्वनी मोठ्याने ऐकू येऊ लागले आहेत.

संबंधित लेख:

गुगल एआय ओव्हरव्ह्यूज स्पेनमध्ये पोहोचले: ते काय आहे आणि ते शोध कसे बदलते