कंप्यूटिंग पिछले कुछ दशकों में एक अविश्वसनीय रूप से लंबा सफर तय किया है। हम एक तकनीकी क्रांति के बीच हैं, जिसमें मशीनें साल दर साल और उन्नत होती जा रही हैं। दो विशेष रूप से उन्नत आविष्कार, सुपरकंप्यूटर और क्वांटम कंप्यूटर, में बहुत सारे अनुप्रयोग और क्षमताएं हैं। लेकिन सुपरकंप्यूटर और क्वांटम कंप्यूटर में क्या अंतर है और कौन सा बेहतर है?
सुपरकंप्यूटर क्या है?
सुपर कंप्यूटर विशाल सिस्टम हैं जो पूरे कमरे को आकार में फैला सकता है। ये मशीनें आपके विशिष्ट डेस्कटॉप पीसी या लैपटॉप जैसी कुछ भी नहीं दिखती हैं। बल्कि, सुपर कंप्यूटर में प्रोसेसर के बड़े समूह होते हैं, जो सभी एक विशेष लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए मिलकर काम करते हैं।
सीडीसी (कंट्रोल डेटा कॉर्पोरेशन) 6600 के निर्माण पर सुपरकंप्यूटर पहली बार 1960 के दशक में उभरे। इसे अब तक निर्मित पहला सुपर कंप्यूटर माना जाता है और यह उस समय के मानक कंप्यूटरों की तुलना में लगभग दस गुना अधिक शक्तिशाली था। लेकिन तब से चीजें बहुत आगे निकल चुकी हैं।
कम से कम कहने के लिए आज के सुपरकंप्यूटर बेहद शक्तिशाली हैं। लेकिन जाहिर है, यह सब सापेक्ष है। सीडीसी 6600 कंप्यूटिंग में एक घटना थी लेकिन आज इसे कुछ खास नहीं माना जाएगा। आखिरकार, सीडीसी 7600 द्वारा इसे मात देने में केवल आधा दशक लगा। तो, आज सुपरकंप्यूटर की शक्ति पर विचार करते समय इसे ध्यान में रखें।
आपके अपने पीसी की तरह, सुपरकंप्यूटर डेटा को प्रोसेस और स्टोर कर सकते हैं, लेकिन इससे कहीं आगे जाते हैं। ये मशीनें अविश्वसनीय रूप से जटिल गणनाएं और अनुकरण कर सकती हैं जिन्हें मनुष्य या हमारे द्वारा अपने दैनिक जीवन में उपयोग किए जाने वाले कंप्यूटरों द्वारा कभी हासिल नहीं किया जा सकता है। वे उन प्रक्रियाओं को भी तेजी से अंजाम दे सकते हैं जिन्हें पूरा करने में एक नियमित कंप्यूटर को महीनों या वर्षों का समय लग सकता है।
उदाहरण के लिए, एक आधुनिक सुपरकंप्यूटर परमाणु विस्फोट के परिणाम की भविष्यवाणी कर सकता है, मस्तिष्क के अत्यधिक जटिल मॉडल तैयार कर सकता है, और यहां तक कि ब्रह्मांड की उत्पत्ति का अनुकरण भी कर सकता है। इन मशीनों की क्षमताएं कुछ आश्चर्यजनक हैं और विभिन्न उद्योगों की एक श्रृंखला में मददगार साबित हुई हैं।
लेकिन, उनके मूल में, सुपरकंप्यूटर में नियमित कंप्यूटर के समान नट और बोल्ट होते हैं। अंतर यह है कि ये कंप्यूटर बहुत बड़े होते हैं और इनमें हजारों या सैकड़ों हजारों होते हैं सीपीयू (सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट), और इसलिए आपके मानक पीसी की तुलना में बहुत अधिक प्रसंस्करण शक्ति रखता है। आपके द्वारा प्रतिदिन उपयोग किए जाने वाले कंप्यूटर में संभवतः कुछ ही CPU कोर होते हैं, जिनमें से कुछ में केवल एक ही होता है। तो, कल्पना कीजिए कि अगर इसकी शक्ति को कई गुना बढ़ा दिया जाए तो क्या हासिल किया जा सकता है।
सुपरकंप्यूटर आकर्षक हैं लेकिन निर्माण और रखरखाव के लिए अविश्वसनीय रूप से महंगे हैं। एक सुपरकंप्यूटर में लाखों डॉलर डाले जा सकते हैं, और उन्हें चालू रखने के लिए भारी मात्रा में विद्युत शक्ति की आवश्यकता होती है।
और इन अत्यधिक उन्नत मशीनों की भी अपनी सीमाएँ हैं। विशेष रूप से, सुपर कंप्यूटर की क्षमता उनके आकार तक सीमित होती है। आज के सुपर कंप्यूटर पहले से ही विशाल हैं और संचालित करने के लिए बहुत पैसा खर्च होता है। इसलिए, सुपरकंप्यूटर जितना बड़ा होता है, उतना ही महंगा होता है।
इसके शीर्ष पर, सुपरकंप्यूटर भारी मात्रा में गर्मी उत्पन्न करते हैं जिन्हें अत्यधिक गरम होने से रोकने के लिए हटाने की आवश्यकता होती है। कुल मिलाकर, सुपर कंप्यूटर का उपयोग एक बहुत ही महंगा और संपूर्ण प्रक्रिया है। इसके अलावा, कुछ ऐसी समस्याएं हैं जिन्हें सुपरकंप्यूटर केवल इसलिए हल नहीं कर सकते क्योंकि वे बहुत जटिल हैं।
हालाँकि, कंप्यूटिंग गेम में एक अपेक्षाकृत नया खिलाड़ी सुपर कंप्यूटरों को पार करने की क्षमता को प्राप्त कर सकता है और वह हासिल कर सकता है जो वे नहीं कर सकते: क्वांटम कंप्यूटर।
क्वांटम कंप्यूटर क्या है?
क्वांटम कंप्यूटिंग की अवधारणा पहली बार 1980 के दशक में उभरा। इस समय के दौरान, रिचर्ड बेनिओफ, रिचर्ड फेनमैन और यूरी मैनिन जैसे अग्रदूतों ने क्वांटम कंप्यूटिंग सिद्धांत को विकसित करने में योगदान दिया। लेकिन इस समय, क्वांटम कंप्यूटिंग सिर्फ एक विचार था और वास्तविक दुनिया की सेटिंग में कभी भी लागू नहीं किया गया था।
अठारह साल बाद, 1998 में, इसहाक चुआंग, नील गेर्शेनफेल्ड और मार्क कुबिनेक ने पहला क्वांटम कंप्यूटर बनाया। इस कंप्यूटर की प्रसंस्करण गति आज के सबसे उन्नत क्वांटम कंप्यूटरों की तुलना में अल्पविकसित है, लेकिन इस तरह की पहली मशीन का विकास क्रांतिकारी से कम नहीं था।
जैसा कि आप ऊपर की छवि में देख सकते हैं, क्वांटम कंप्यूटर सामान्य कंप्यूटरों की तरह नहीं दिखते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि वे बेहद अलग तरीके से काम करते हैं। जबकि कंप्यूटर और सुपरकंप्यूटर सूचनाओं को संग्रहीत करने के लिए बाइनरी कोड का उपयोग करते हैं, क्वांटम कंप्यूटर क्विबिट्स (या क्वांटम बिट्स) के रूप में जानी जाने वाली छोटी इकाइयों का उपयोग करते हैं।
Qubits अकल्पनीय रूप से छोटे हैं। वे और भी छोटे क्वांटम सिस्टम से बने होते हैं, जैसे प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन, परमाणुओं के मूलभूत घटक। क्युबिट्स के बारे में सबसे अच्छी बात यह है कि वे एक साथ कई राज्यों में मौजूद हो सकते हैं। आइए इसे तोड़ दें।
बाइनरी कोड बस इतना ही है, बाइनरी। इसका मतलब यह है कि बिट्स केवल एक शून्य या एक के रूप में मौजूद हो सकते हैं, जो उन्नत प्रक्रियाओं को पूरा करने के लिए सीमित हो सकते हैं। दूसरी ओर, क्यूबिट्स एक साथ कई राज्यों में मौजूद हो सकते हैं, जिन्हें क्वांटम सुपरपोजिशन के रूप में जाना जाता है। क्यूबिट्स क्वांटम उलझाव भी प्राप्त कर सकते हैं, जिसमें क्यूबिट्स के जोड़े एक साथ जुड़ते हैं।
क्वांटम सुपरपोज़िशन का उपयोग करते हुए, क्वांटम कंप्यूटर एक साथ कई क्विबिट कॉन्फ़िगरेशन पर विचार कर सकते हैं, जिससे अत्यधिक जटिल समस्याओं को हल करना बहुत आसान हो जाता है। और, क्वांटम उलझाव के माध्यम से, दो qubits एक ही स्थिति में मौजूद हो सकते हैं और एक दूसरे को गणितीय रूप से अनुमानित तरीके से प्रभावित कर सकते हैं। यह क्वांटम कंप्यूटरों की प्रसंस्करण क्षमता में योगदान देता है।
कुल मिलाकर, कई राज्यों पर एक साथ विचार करने की क्षमता क्वांटम कंप्यूटर देती है अत्यधिक जटिल गणनाओं को हल करने की क्षमता और अत्यधिक उन्नत सिमुलेशन चलाते हैं।
आईबीएम और गूगल सहित विभिन्न कंपनियां वर्तमान में क्वांटम कंप्यूटर के विकास पर काम कर रही हैं। उदाहरण के लिए, के अनुसार नए वैज्ञानिक, 2019 में, Google ने दावा किया कि उसका क्वांटम कंप्यूटर, साइकैमोर, अपनी क्षमताओं में एक सुपर कंप्यूटर से आगे निकल गया। Google ने कहा कि, 200 सेकंड में, Sycamore एक ऐसी गणना को हल कर सकता है जिसे पूरा करने में सुपर कंप्यूटर को 10,000 साल लगेंगे।
लेकिन ठीक दो साल बाद, फिर से, अनुसार नए वैज्ञानिक, चीन में एक गैर-क्वांटम एल्गोरिदम विकसित किया गया था जिसने नियमित कंप्यूटरों को हल करना संभव बना दिया था कुछ ही घंटों में वही समस्या, मतलब एक सुपर कंप्यूटर निश्चित रूप से इसे हल करने में सक्षम होगा, बहुत।
तो, क्वांटम कंप्यूटिंग के पूरे क्षेत्र में एक बड़ा "अगर" लटका हुआ है। यह तकनीक अभी भी अपने शुरुआती चरण में है और सुपर कंप्यूटर के विकल्प के रूप में इस पर भरोसा करने से पहले इसे लंबा रास्ता तय करना है।
क्वांटम कंप्यूटर बनाने और प्रोग्राम करने के लिए अविश्वसनीय रूप से कठिन हैं और अभी भी उच्च त्रुटि दर हैं। इसके शीर्ष पर, क्वांटम कंप्यूटरों की वर्तमान प्रसंस्करण शक्ति उन्हें विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए पूरी तरह से अनुपयुक्त बनाती है। नतीजतन, एक विश्वसनीय और व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली तकनीक बनने से पहले क्वांटम कंप्यूटिंग को कई तरह की समस्याओं से गुजरना पड़ता है।
सुपरकंप्यूटर अभी के लिए गो-टू हैं
जबकि क्वांटम कंप्यूटरों में सुपर कंप्यूटरों को पार करने की क्षमता है, यह अभी भी काफी हद तक काल्पनिक है। एक दिन, हम क्वांटम कंप्यूटिंग को उस बिंदु तक आगे बढ़ते हुए देख सकते हैं जहां सुपर कंप्यूटर की अब आवश्यकता नहीं रह गई है। इस बात से कोई इंकार नहीं है कि इस क्षेत्र में पहले ही बड़े विकास किए जा चुके हैं। लेकिन अभी के लिए, क्वांटम कंप्यूटर अभी भी अपने शुरुआती चरण में हैं, और उन्हें मुख्यधारा बनने में दशकों लग सकते हैं।
