Science : टाइम क्रिस्टल क्वांटम कंप्यूटरों के लिए एक नया क्रांतिकारी भविष्य

Science : क्वांटम वर्चस्व का मार्ग एक परीकथा चुनौती से जटिल है - आप बिना उसका आकार बदले बादल को कैसे ले जा सकते हैं? संभावित समाधान समस्या की तरह ही काल्पनिक लगता है। आप बादल को यात्रा करते समय नृत्य करने के लिए निर्देशित कर सकते हैं, एक अद्वितीय सामग्री जिसे टाइम क्रिस्टल के रूप में जाना जाता है, की धुन पर। पोलैंड में Jagiellonianविश्वविद्यालय से क्रिज़्सटॉफ़ गीर्जियल और क्रिज़्सटॉफ़ साचा और ऑस्ट्रेलिया में स्विनबर्न यूनिवर्सिटी ऑफ़ टेक्नोलॉजी से पीटर हैनाफ़ोर्ड एक नए प्रकार के 'समय' सर्किट का प्रस्ताव करते हैं जो क्वांटम तर्क के तूफ़ानों के माध्यम से क्यूबिट की अस्पष्ट अवस्थाओं को संरक्षित करने के कार्य के लिए उपयुक्त हो सकता है। वस्तुओं के स्पष्ट रूप से परिभाषित स्थानों और गतियों के रूप में वर्णन के विपरीत, उसी कण का एक क्वांटम परिप्रेक्ष्य इसकी स्थिति, गति और स्पिन जैसी विशेषताओं को संभावनाओं के धुंधलेपन के रूप में वर्णित करता है।

संभावनाओं के इस 'बादल' को अलगाव में सबसे अच्छी तरह से समझा जा सकता है। एक बार जब कण अपने पर्यावरण के साथ संपर्क करता है, तो इसकी संभावनाओं का प्रसार ओलंपिक में 100 मीटर की दौड़ जीतने वाले धावक की संभावना की तरह बदल जाता है, जब तक कि अंत में केवल एक ही परिणाम नहीं देखा जाता है। जिस तरह एक क्लासिकल कंप्यूटर लॉजिक गेट्स में कणों की बाइनरी अवस्थाओं को 'ऑन-ऑफ' स्विच के रूप में उपयोग कर सकता है, क्वांटम कंप्यूटर सैद्धांतिक रूप से एक कण में अनिश्चितताओं के प्रसार का फायदा उठाकर अपने स्वयं के प्रकार के एल्गोरिदम को तेजी से हल कर सकते हैं, जिनमें से कई पुराने तरीके से हल करना अव्यावहारिक या असंभव भी होगा। चुनौती संभावना के उस क्वांटम बादल की सुसंगतता को यथासंभव लंबे समय तक बनाए रखने में निहित है - जिसे क्यूबिट कहा जाता है। हर टक्कर, हर विद्युत चुम्बकीय हवा के साथ, त्रुटियों का जोखिम बढ़ जाता है जो संख्या-क्रंचिंग प्रक्रिया को बर्बाद कर देता है। व्यावहारिक क्वांटम कंप्यूटरों को लंबे समय तक बरकरार रहने के लिए सैकड़ों, यदि हजारों क्यूबिट की आवश्यकता होती है, तो एक पूर्ण-पैमाने की प्रणाली एक बड़ी चुनौती बन जाती है।

शोधकर्ताओं ने क्वांटम कंप्यूटिंग को और अधिक मजबूत बनाने के लिए कई तरह के तरीके खोजे हैं, या तो अलग-अलग क्यूबिट को लॉक करके उन्हें डिकोहेरेंस से बचाने के लिए या फिर उनके चारों ओर सुरक्षा जाल बनाकर। अब Physicistsगीर्जियल, साचा और हैनाफोर्ड ने एक नए दृष्टिकोण का वर्णन किया है जो क्वांटम कंप्यूटर को एक बहुत ही अजीब तरह के कंडक्टर के बैटन द्वारा निर्देशित क्यूबिट सिम्फनी में बदल देता है। समय क्रिस्टल वे पदार्थ हैं जो समय के साथ दोहराए गए पैटर्न में बदलते हैं। एक दशक से भी अधिक समय पहले जिज्ञासा के रूप में सिद्धांतित, इन 'टिकिंग' प्रणालियों के संस्करणों को तब से लेजर के कोमल धक्का और परमाणुओं के अल्ट्रा-कोल्ड क्लस्टर का उपयोग करके विकसित किया गया है, जहां प्रकाश के फटने से कण आवधिक झूलों में जाते हैं जो लेजर के समय को चुनौती देते हैं।

प्री-पीयर रिव्यू सर्वर arXiv पर उपलब्ध एक पेपर में, भौतिकविदों की तिकड़ी ने एक नए प्रकार के "टाइम-ट्रॉनिक्स" सर्किटरी के आधार के रूप में टाइम क्रिस्टल की अनूठी आवधिकता का उपयोग करने का प्रस्ताव दिया है। सूचना से भरपूर क्यूबिट की बड़ी संख्या की नाजुक तरंगों को निर्देशित करने के लिए उपयोग की जाने वाली यह आवधिकता कई त्रुटियों के लिए जिम्मेदार आकस्मिक टकरावों को कम करने में मदद कर सकती है। लगातार बहते क्यूबिट का ऐसा अस्थायी सर्किट कंप्यूटर के किसी भी कण को ​​दूसरे के पथ में निर्देशित करना आसान बना देगा, जिससे उनकी क्वांटम संभावनाओं को त्रुटि-लागू करने के बजाय उपयोगी तरीके से उलझाया जा सकेगा।

जबकि प्रस्ताव पूरी तरह से सैद्धांतिक है, टीम ने दिखाया कि कैसे पोटेशियम आयनों के समूहों के भौतिकी को लगभग पूर्ण तापमान तक ठंडा किया जाता है और लेजर की पल्स द्वारा निर्देशित किया जाता है, जो क्यूबिट के लिए एक 'ऑर्केस्ट्रा' प्रदान कर सकता है। इस विचार को एक व्यावहारिक, पूर्ण-पैमाने वाले क्वांटम कंप्यूटर में अनुवाद करने के लिए वर्षों के नवाचार और प्रयोग की आवश्यकता होगी, अगर यह बिल्कुल भी काम करता है। फिर भी अब जब हम जानते हैं कि कम से कम कुछ प्रकार के समय क्रिस्टल मौजूद हैं और व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए उपयोग किए जा सकते हैं, तो बादल को ले जाने की चुनौती शायद इतनी परीकथा की खोज न हो।

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