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Wednesday, June 16, 2021

एक क्वांटम कंप्यूटर जो प्रकाश को मापता है उसने क्वांटम वर्चस्व प्राप्त किया है

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लेजर

लेजर का उपयोग एक नए प्रकार के क्वांटम कंप्यूटिंग में किया जाता है जिसे बोसॉन सैंपलिंग कहा जाता है

IM_VISUALS / शटरस्टॉक

बोसॉन सैंपलिंग नामक एक नए प्रकार की क्वांटम कंप्यूटिंग गणनाओं में सक्षम है जो कि कोई भी शास्त्रीय कंप्यूटर किसी भी उचित समय में पूरा नहीं कर सकता है। यह दूसरी बार है जब क्वांटम वर्चस्व के रूप में जाना जाने वाला यह कारनामा, Google द्वारा 2019 में कहा गया कि क्वांटम एल्गोरिथम ने इसे हासिल किया है।

बोसोन सैंपलिंग फोटॉन के एक अजीब क्वांटम गुण पर निर्भर करता है – प्रकाश के कण – जो एक बीम फाड़नेवाला के माध्यम से यात्रा करते समय प्रदर्शित होता है, जो प्रकाश की एक किरण को अलग-अलग दिशाओं में प्रचारित दो बीमों में विभाजित करता है। यदि दो समान फोटोन बीम स्प्लिटर पर एक ही समय में टकराते हैं, तो वे एक दूसरे से विभाजित नहीं होते हैं। इसके बजाय, वे एक साथ चिपके रहते हैं और दोनों एक ही दिशा में यात्रा करते हैं।

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यदि आप एक पंक्ति में कई बार बीम स्प्लिटर्स के अनुक्रम के माध्यम से कई फोटॉनों को शूट करते हैं, तो पैटर्न उन फोटोन के रास्तों में उभरने लगते हैं जो शास्त्रीय कंप्यूटरों के साथ अनुकरण या भविष्यवाणी करने के लिए असाधारण रूप से कठिन हैं। इस सेट-अप में फोटॉन पथ के संभावित सेट को बोसॉन सैंपलिंग कहा जाता है, और बोसॉन सैंपलिंग डिवाइस एक प्रकार का क्वांटम कंप्यूटर है, जिसमें एक बहुत ही संकीर्ण उद्देश्य के साथ होता है।

चीन के विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय में जियान-वी पैन के नेतृत्व में एक टीम ने 300 बीम स्प्लिटर्स और 75 दर्पणों के भूलभुलैया में भेजे गए लेजर दालों का उपयोग करके जियोशांग नामक एक बोसॉन नमूनाकरण उपकरण का निर्माण किया। एक परिपूर्ण बोसॉन सैंपलर में कई परीक्षणों पर 1 की निष्ठा होगी, जिसका अर्थ है कि यह पूरी तरह से सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के साथ मेल खाता है। जिउजांग में 0.99 की निष्ठा थी।

शोधकर्ताओं ने गणना की कि शास्त्रीय कंप्यूटर पर इस तरह की उच्च निष्ठा के साथ बोसोन नमूने का अनुकरण करना असंभव होगा: दुनिया के सबसे शक्तिशाली शास्त्रीय कंप्यूटर, जापानी फुगाकू सुपरकंप्यूटर को 600 मिलियन वर्ष लगेंगे, जो यह सुनिश्चित करने के लिए कि जीजूहांग सिर्फ 200 सेकंड में क्या कर सकता है। चौथा सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटर, Sunway TaihuLight, 2.5 बिलियन वर्ष का होगा।

“यह दिखाता है कि फोटोनिक बोसोन नमूना का उपयोग करके क्वांटम वर्चस्व प्राप्त करना संभव है, जो कि कई लोगों को संदेह था, और जो कि Google द्वारा उपयोग किए जाने वाले सुपरकंडक्टिंग की तुलना में पूरी तरह से अलग हार्डवेयर पथ का प्रतिनिधित्व करता है,” टेक्सास के ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय में स्कॉट आरिसन कहते हैं।

हालांकि यह एक प्रभावशाली उपलब्धि है, क्वांटम वर्चस्व का मतलब केवल यह है कि यह डिवाइस शास्त्रीय कंप्यूटरों की तुलना में एक बेहद विशिष्ट कार्य में बेहतर है। “इसका मतलब यह नहीं है कि एक स्केलेबल क्वांटम कंप्यूटर, या एक सार्वभौमिक क्वांटम कंप्यूटर, या एक उपयोगी क्वांटम कंप्यूटर का निर्माण होता है,” आरोनसन कहते हैं।

शोधकर्ताओं को प्रयोग को रोकने, माप करने और कुछ फोटॉनों को पुनर्निर्देशित करने की अनुमति देने के लिए बोसॉन नमूनाकरण तंत्र को बदलना इसे विभिन्न प्रकार की संगणना करने की अनुमति दे सकता है, लेकिन यह कि अगला कदम हासिल करना असाधारण रूप से कठिन होगा। तब तक, बोसॉन नमूने के लिए थोड़ा व्यावहारिक उपयोग हो सकता है।

“यह स्पष्ट नहीं है कि क्या बोसॉन सैंपलिंग में क्वांटम वर्चस्व को प्रदर्शित करने के अलावा और स्वयं में कोई भी अनुप्रयोग है,” आरोनसन कहते हैं। हालांकि, वे कहते हैं, यह क्वांटम रसायन विज्ञान में या एन्क्रिप्शन के लिए यादृच्छिक संख्या उत्पन्न करने के लिए उपयोगी हो सकता है।

जर्नल संदर्भ: विज्ञान, डीओआई: 10.1126 / विज्ञान.बेब8770

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