ક્વોન્ટમ કોમ્પ્યુટર વિશ્વને કેવી રીતે બદલી નાખશે: કમ્પ્યુટર્સનું ભવિષ્ય P7

સામાન્ય કોમ્પ્યુટર ઉદ્યોગની આસપાસ ઘણી બધી હાઇપ તરતી રહે છે, હાઇપ એક વિશિષ્ટ તકનીકની આસપાસ કેન્દ્રિત છે જે દરેક વસ્તુને બદલવાની ક્ષમતા ધરાવે છે: ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર્સ. અમારી કંપનીનું નામ હોવાને કારણે, અમે આ ટેકની આસપાસની અમારી તેજીમાં પૂર્વગ્રહને સ્વીકારીશું, અને અમારી ફ્યુચર ઑફ કોમ્પ્યુટર શ્રેણીના આ અંતિમ પ્રકરણ દરમિયાન, અમે તમારી સાથે તે શા માટે છે તે શેર કરવાની આશા રાખીશું.

મૂળભૂત સ્તરે, ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર મૂળભૂત રીતે અલગ રીતે માહિતીની હેરફેર કરવાની તક આપે છે. વાસ્તવમાં, એકવાર આ ટેક પરિપક્વ થઈ જાય પછી, આ કમ્પ્યુટર્સ હાલમાં અસ્તિત્વમાં રહેલા કોઈપણ કમ્પ્યુટર કરતાં માત્ર ગાણિતિક સમસ્યાઓને વધુ ઝડપથી હલ કરશે નહીં, પરંતુ આગામી કેટલાક દાયકાઓમાં અસ્તિત્વમાં રહેવાની આગાહી કરાયેલ કોઈપણ કમ્પ્યુટર (મૂરનો કાયદો સાચો છે એમ ધારીને) પણ. અસરમાં, આસપાસ અમારી ચર્ચા સમાન અમારા છેલ્લા પ્રકરણમાં સુપરકોમ્પ્યુટર્સ, ભવિષ્યના ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર્સ માનવતાને ક્યારેય મોટા પ્રશ્નોનો સામનો કરવા સક્ષમ બનાવશે જે આપણને આપણી આસપાસની દુનિયાની ઊંડી સમજ મેળવવામાં મદદ કરી શકે છે.

ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર્સ શું છે?

હાઇપને બાજુ પર રાખો, ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર્સ પ્રમાણભૂત કમ્પ્યુટર્સ કરતાં કેવી રીતે અલગ છે? અને તેઓ કેવી રીતે કામ કરે છે?

વિઝ્યુઅલ શીખનારાઓ માટે, અમે આ વિષય વિશે કુર્ઝગેસગટ યુટ્યુબ ટીમ તરફથી આ મનોરંજક, ટૂંકી વિડિઓ જોવાની ભલામણ કરીએ છીએ:

દરમિયાન, અમારા વાચકો માટે, અમે ભૌતિકશાસ્ત્રની ડિગ્રીની જરૂરિયાત વિના ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર્સને સમજાવવા માટે અમારા શ્રેષ્ઠ પ્રયાસો કરીશું.

શરૂઆત માટે, આપણે યાદ રાખવાની જરૂર છે કે માહિતી કોમ્પ્યુટર પ્રક્રિયાનું મૂળભૂત એકમ થોડી છે. આ બિટ્સમાં બેમાંથી એક મૂલ્ય હોઈ શકે છે: 1 અથવા 0, ચાલુ અથવા બંધ, હા અથવા ના. જો તમે આ બિટ્સને એકસાથે ભેગા કરો છો, તો પછી તમે કોઈપણ કદની સંખ્યાઓ રજૂ કરી શકો છો અને તેના પર એક પછી એક તમામ પ્રકારની ગણતરીઓ કરી શકો છો. કમ્પ્યુટર ચિપ જેટલી મોટી અથવા વધુ શક્તિશાળી હશે, તેટલી મોટી સંખ્યાઓ તમે બનાવી શકો છો અને ગણતરીઓ લાગુ કરી શકો છો, અને તમે એક ગણતરીમાંથી બીજી ગણતરીમાં ઝડપથી જઈ શકો છો.

ક્વોન્ટમ કોમ્પ્યુટર બે મહત્વપૂર્ણ રીતે અલગ છે.

પ્રથમ, "સુપરપોઝિશન" નો ફાયદો છે. જ્યારે પરંપરાગત કમ્પ્યુટર્સ બિટ્સ સાથે કામ કરે છે, ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર્સ ક્યુબિટ્સ સાથે કામ કરે છે. સુપરપોઝિશન ઇફેક્ટ ક્યુબિટ્સ સક્ષમ કરે છે તે એ છે કે બે સંભવિત મૂલ્યો (1 અથવા 0) માંથી એક સુધી મર્યાદિત રહેવાને બદલે, ક્વિબિટ બંનેના મિશ્રણ તરીકે અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે. આ સુવિધા ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર્સને પરંપરાગત કમ્પ્યુટર્સ કરતાં વધુ કાર્યક્ષમ રીતે (ઝડપી) ચલાવવાની મંજૂરી આપે છે.

બીજું, "ફંસાઈ" નો ફાયદો છે. આ ઘટના એક અનન્ય ક્વોન્ટમ ભૌતિકશાસ્ત્રની વર્તણૂક છે જે વિવિધ કણોના જથ્થાના ભાગ્યને બાંધે છે, જેથી એક સાથે જે થાય છે તે અન્યને અસર કરે. જ્યારે ક્વોન્ટમ કોમ્પ્યુટર પર લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે આનો અર્થ એ છે કે તેઓ એકસાથે તેમના તમામ ક્યુબિટ્સને હેરફેર કરી શકે છે-બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, એક પછી એક ગણતરીઓનો સમૂહ કરવાને બદલે, એક ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર તે બધા એક જ સમયે કરી શકે છે.

પ્રથમ ક્વોન્ટમ કોમ્પ્યુટર બનાવવાની દોડ

આ મથાળું કંઈક અંશે ખોટું નામ છે. માઇક્રોસોફ્ટ, આઇબીએમ અને ગૂગલ જેવી અગ્રણી કંપનીઓએ પહેલા પ્રાયોગિક ક્વોન્ટમ કોમ્પ્યુટર બનાવ્યા છે, પરંતુ આ પ્રારંભિક પ્રોટોટાઇપ્સ પ્રતિ ચિપ બે ડઝન કરતાં ઓછા ક્વોબિટ્સ ધરાવે છે. અને જ્યારે આ પ્રારંભિક પ્રયાસો એક મહાન પ્રથમ પગલું છે, ટેક કંપનીઓ અને સરકારી સંશોધન વિભાગોએ તેની સૈદ્ધાંતિક વાસ્તવિક-વિશ્વની સંભવિતતાને પહોંચી વળવા માટે હાઇપ માટે ઓછામાં ઓછા 49 થી 50 ક્વિટ્સ દર્શાવતું ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર બનાવવાની જરૂર પડશે.

આ માટે, આ 50 ક્યુબિટ માઇલસ્ટોન હાંસલ કરવા માટે અસંખ્ય અભિગમોનો પ્રયોગ કરવામાં આવી રહ્યો છે, પરંતુ બે બધા આવનારાઓથી ઉપર છે.

એક શિબિરમાં, Google અને IBM એ સુપરકન્ડક્ટિંગ વાયરોમાંથી વહેતા પ્રવાહો તરીકે ક્યુબિટ્સનું પ્રતિનિધિત્વ કરીને ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર વિકસાવવાનું લક્ષ્ય રાખ્યું છે જે -273.15 ડિગ્રી સેલ્સિયસ અથવા સંપૂર્ણ શૂન્ય સુધી ઠંડુ થાય છે. વર્તમાનની હાજરી અથવા ગેરહાજરી 1 અથવા 0 માટે વપરાય છે. આ અભિગમનો ફાયદો એ છે કે આ સુપરકન્ડક્ટિંગ વાયર અથવા સર્કિટ સિલિકોનમાંથી બનાવી શકાય છે, એક મટીરીયલ સેમિકન્ડક્ટર કંપનીઓ સાથે કામ કરવાનો દાયકાઓનો અનુભવ ધરાવે છે.

માઇક્રોસોફ્ટની આગેવાની હેઠળના બીજા અભિગમમાં ફસાયેલા આયનોને વેક્યૂમ ચેમ્બરમાં રાખવામાં આવે છે અને લેસરો દ્વારા હેરફેર કરવામાં આવે છે. ઓસીલેટીંગ ચાર્જીસ ક્યુબિટ્સ તરીકે કાર્ય કરે છે, જેનો ઉપયોગ પછી ક્વોન્ટમ કોમ્પ્યુટરની કામગીરીની પ્રક્રિયા કરવા માટે થાય છે.

આપણે ક્વોન્ટમ કોમ્પ્યુટરનો ઉપયોગ કેવી રીતે કરીશું

ઠીક છે, થિયરીને બાજુએ મૂકીને, ચાલો આ ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર્સ વિશ્વ પરની વાસ્તવિક દુનિયાની એપ્લિકેશનો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીએ અને કંપનીઓ અને લોકો તેની સાથે કેવી રીતે જોડાય છે.

લોજિસ્ટિકલ અને ઑપ્ટિમાઇઝેશન સમસ્યાઓ. ક્વોન્ટમ કોમ્પ્યુટર માટે સૌથી વધુ તાત્કાલિક અને નફાકારક ઉપયોગો પૈકી ઓપ્ટિમાઇઝેશન હશે. રાઇડ-શેરિંગ એપ્લિકેશન્સ માટે, ઉબેર જેવી, શક્ય તેટલા ગ્રાહકોને ઉપાડવા અને છોડવા માટેનો સૌથી ઝડપી માર્ગ કયો છે? એમેઝોન જેવા ઈ-કોમર્સ જાયન્ટ્સ માટે, હોલિડે ગિફ્ટ ખરીદવાના ધસારો દરમિયાન અબજો પેકેજો પહોંચાડવાની સૌથી વધુ ખર્ચ-અસરકારક રીત કઈ છે?

આ સરળ પ્રશ્નોમાં એકસાથે સેંકડોથી હજારો વેરીએબલ્સને ક્રંચ કરવામાં સંખ્યાનો સમાવેશ થાય છે, જે આધુનિક સુપર કોમ્પ્યુટર્સ માત્ર હેન્ડલ કરી શકતા નથી; તેથી તેના બદલે, તેઓ આ કંપનીઓને તેમની લોજિસ્ટિકલ જરૂરિયાતોને શ્રેષ્ઠ કરતાં ઓછી રીતે સંચાલિત કરવામાં મદદ કરવા માટે તે ચલોની થોડી ટકાવારીની ગણતરી કરે છે. પરંતુ ક્વોન્ટમ કોમ્પ્યુટર સાથે, તે પરસેવો પાડ્યા વિના ચલોના પહાડમાંથી કાપી નાખશે.

હવામાન અને આબોહવા મોડેલિંગ ઉપરોક્ત મુદ્દાની જેમ જ, હવામાન ચેનલને કેટલીકવાર તે ખોટું થાય છે તેનું કારણ એ છે કે તેમના સુપર કોમ્પ્યુટરો માટે પ્રક્રિયા કરવા માટે ઘણા બધા પર્યાવરણીય ચલો છે (તે અને ક્યારેક ખરાબ હવામાન ડેટા સંગ્રહ). પરંતુ ક્વોન્ટમ કોમ્પ્યુટર વડે, હવામાન વૈજ્ઞાનિકો માત્ર નજીકના ગાળાના હવામાન પેટર્નની સંપૂર્ણ આગાહી કરી શકતા નથી, પરંતુ તેઓ આબોહવા પરિવર્તનની અસરોની આગાહી કરવા માટે વધુ સચોટ લાંબા ગાળાના આબોહવા આકારણીઓ પણ બનાવી શકે છે.

વ્યક્તિગત દવા. તમારા ડીએનએ અને તમારા અનન્ય માઇક્રોબાયોમને ડીકોડ કરવું એ ભાવિ ડોકટરો માટે તમારા શરીરને સંપૂર્ણપણે અનુરૂપ દવાઓ સૂચવવા માટે નિર્ણાયક છે. જ્યારે પરંપરાગત સુપરકોમ્પ્યુટર્સે ડીએનએ ડીકોડિંગમાં ખર્ચ-અસરકારક રીતે પ્રગતિ કરી છે, ત્યારે માઇક્રોબાયોમ તેમની પહોંચની બહાર છે-પરંતુ ભવિષ્યના ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર્સ માટે એવું નથી.

ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર્સ બિગ ફાર્માને તેમની દવાઓ સાથે કેવી રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે તેની વધુ સારી રીતે આગાહી કરવા માટે પણ પરવાનગી આપશે, ત્યાં ફાર્માસ્યુટિકલ વિકાસને નોંધપાત્ર રીતે ઝડપી બનાવશે અને કિંમતોમાં ઘટાડો થશે.

અંતરિક્ષ સંશોધન. આજની (અને આવતી કાલની) અવકાશ ટેલિસ્કોપ્સ દરરોજ મોટી માત્રામાં જ્યોતિષીય ઇમેજરી ડેટા એકત્રિત કરે છે જે અબજો તારાવિશ્વો, તારાઓ, ગ્રહો અને એસ્ટરોઇડ્સની હિલચાલને ટ્રેક કરે છે. દુર્ભાગ્યે, આજના સુપરકોમ્પ્યુટરો માટે નિયમિત ધોરણે અર્થપૂર્ણ શોધો કરવા માટે આ ખૂબ વધારે ડેટા છે. પરંતુ એક પરિપક્વ ક્વોન્ટમ કોમ્પ્યુટર સાથે મશીન-લર્નિંગ સાથે જોડાઈને, આ તમામ ડેટાને અંતે કાર્યક્ષમ રીતે પ્રક્રિયા કરી શકાય છે, જે 2030 ના દાયકાની શરૂઆતમાં દરરોજ સેંકડોથી હજારો નવા ગ્રહોની શોધના દરવાજા ખોલશે.

મૂળભૂત વિજ્ઞાન. ઉપરોક્ત મુદ્દાઓની જેમ જ, આ ક્વોન્ટમ કોમ્પ્યુટરો જે કાચી કમ્પ્યુટીંગ શક્તિને સક્ષમ કરે છે તે વૈજ્ઞાનિકો અને એન્જિનિયરોને નવા રસાયણો અને સામગ્રી તેમજ વધુ સારી રીતે કાર્યરત એન્જિન અને અલબત્ત, ઠંડા ક્રિસમસ રમકડાં તૈયાર કરવાની મંજૂરી આપશે.

મશીન શિક્ષણ. પરંપરાગત કમ્પ્યુટર્સનો ઉપયોગ કરીને, મશીન-લર્નિંગ એલ્ગોરિધમ્સને નવી કુશળતા શીખવા માટે ક્યુરેટેડ અને લેબલવાળા ઉદાહરણો (મોટા ડેટા) ની વિશાળ માત્રાની જરૂર છે. ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગ સાથે, મશીન-લર્નિંગ સોફ્ટવેર મનુષ્યોની જેમ વધુ શીખવાનું શરૂ કરી શકે છે, જેના દ્વારા તેઓ ઓછા ડેટા, અવ્યવસ્થિત ડેટાનો ઉપયોગ કરીને ઘણી વખત થોડી સૂચનાઓ સાથે નવી કુશળતા મેળવી શકે છે.

આ એપ્લિકેશન આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ (AI) ક્ષેત્રના સંશોધકોમાં પણ ઉત્તેજનાનો વિષય છે, કારણ કે આ સુધારેલ કુદરતી શીખવાની ક્ષમતા દાયકાઓ સુધી AI સંશોધનમાં પ્રગતિને વેગ આપી શકે છે. અમારી ફ્યુચર ઑફ આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ શ્રેણીમાં આ વિશે વધુ.

એન્ક્રિપ્શન. દુર્ભાગ્યે, આ તે એપ્લિકેશન છે જેનાથી મોટાભાગના સંશોધકો અને ગુપ્તચર એજન્સીઓ નર્વસ છે. તમામ વર્તમાન એન્ક્રિપ્શન સેવાઓ એવા પાસવર્ડ બનાવવા પર આધાર રાખે છે કે જેને ક્રેક કરવામાં આધુનિક સુપર કોમ્પ્યુટર હજારો વર્ષોનો સમય લેશે; ક્વોન્ટમ કોમ્પ્યુટર સૈદ્ધાંતિક રીતે આ એન્ક્રિપ્શન કીને એક કલાકની અંદર ફાડી શકે છે.

બેંકિંગ, સંદેશાવ્યવહાર, રાષ્ટ્રીય સુરક્ષા સેવાઓ, ઇન્ટરનેટ પોતે કાર્ય કરવા માટે વિશ્વસનીય એન્ક્રિપ્શન પર આધારિત છે. (ઓહ, અને બીટકોઈન વિશે પણ ભૂલી જાઓ, એન્ક્રિપ્શન પર તેની મુખ્ય નિર્ભરતાને જોતાં.) જો આ ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર્સ જાહેરાત મુજબ કામ કરે છે, તો આ તમામ ઉદ્યોગો જોખમમાં હશે, જ્યાં સુધી આપણે ક્વોન્ટમ એન્ક્રિપ્શન બનાવીએ ત્યાં સુધી આખા વિશ્વના અર્થતંત્રને સૌથી વધુ જોખમમાં મૂકશે. ગતિ

રીઅલ-ટાઇમ ભાષા અનુવાદ. આ પ્રકરણ અને આ શ્રેણીને ઓછા તણાવપૂર્ણ નોંધ પર સમાપ્ત કરવા માટે, ક્વોન્ટમ કોમ્પ્યુટર્સ કોઈપણ બે ભાષાઓ વચ્ચે નજીકના-સંપૂર્ણ, રીઅલ-ટાઇમ ભાષા અનુવાદને સક્ષમ કરશે, કાં તો સ્કાયપે ચેટ દ્વારા અથવા ઓડિયો પહેરવા યોગ્ય અથવા તમારા કાનમાં ઇમ્પ્લાન્ટના ઉપયોગ દ્વારા. .

20 વર્ષમાં, ભાષા હવે વ્યવસાય અને રોજિંદા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ માટે અવરોધ બની શકશે નહીં. ઉદાહરણ તરીકે, જે વ્યક્તિ માત્ર અંગ્રેજી બોલે છે તે વિદેશી દેશોમાં ભાગીદારો સાથે વ્યવસાયિક સંબંધોમાં વધુ વિશ્વાસપૂર્વક પ્રવેશ કરી શકે છે જ્યાં અંગ્રેજી બ્રાન્ડ્સ અન્યથા પ્રવેશવામાં નિષ્ફળ જશે, અને જ્યારે વિદેશી દેશોની મુલાકાત લે છે, ત્યારે આ વ્યક્તિ કોઈ ચોક્કસ વ્યક્તિ સાથે પ્રેમમાં પણ પડી શકે છે જે માત્ર કેન્ટોનીઝ બોલવા માટે થાય છે.

કમ્પ્યુટર શ્રેણીનું ભવિષ્ય

માનવતાને ફરીથી વ્યાખ્યાયિત કરવા માટે ઉભરતા વપરાશકર્તા ઇન્ટરફેસ: કમ્પ્યુટર્સનું ભવિષ્ય P1

સોફ્ટવેર ડેવલપમેન્ટનું ભવિષ્ય: કમ્પ્યુટર્સનું ભવિષ્ય P2

ડિજિટલ સ્ટોરેજ ક્રાંતિ: કમ્પ્યુટર્સ P3નું ભવિષ્ય

માઈક્રોચિપ્સના મૂળભૂત પુનઃવિચારને વેગ આપવા માટે લુપ્ત થતો મૂરનો કાયદો: કોમ્પ્યુટર P4નું ભવિષ્ય

ક્લાઉડ કમ્પ્યુટિંગ વિકેન્દ્રિત બને છે: કમ્પ્યુટર્સનું ભવિષ્ય P5

શા માટે દેશો સૌથી મોટા સુપર કોમ્પ્યુટર બનાવવા માટે સ્પર્ધા કરી રહ્યા છે? કમ્પ્યુટર્સનું ભવિષ્ય P6