"क्वांटम ट्विन्स" उन चीजों का अनुकरण करते हैं जो सुपरकंप्यूटर नहीं कर सकते

ऑस्ट्रेलिया - इख़बारी समाचार एजेंसी

"क्वांटम ट्विन्स" उन चीजों का अनुकरण करते हैं जो सुपरकंप्यूटर नहीं कर सकते

जबकि सार्वभौमिक क्वांटम कंप्यूटरों का विकास धीरे-धीरे व्यापक प्रयोज्यता की ओर बढ़ रहा है, एनालॉग क्वांटम सिमुलेशन के रूप में जाना जाने वाला एक समानांतर और तेजी से शक्तिशाली दृष्टिकोण महत्वपूर्ण कर्षण प्राप्त कर रहा है। यह विधि सार्वभौमिक क्वांटम कंप्यूटरों की विशेषता वाले व्यक्तिगत क्वांटम बिट्स (क्यूबिट्स) पर पूर्ण नियंत्रण की खोज से अलग है। इसके बजाय, क्वांटम सिमुलेटर जटिल, अक्सर दुर्गम भौतिक प्रणालियों के व्यवहार को सीधे प्रतिबिंबित करने के लिए सावधानीपूर्वक इंजीनियर किए जाते हैं। इनमें व्यक्तिगत अणुओं की जटिल नृत्य, रासायनिक प्रतिक्रियाओं की बारीकियां, या नवीन सामग्रियों के गुण शामिल हो सकते हैं। सार्वभौमिक मशीनों की तुलना में एनालॉग क्वांटम सिमुलेशन की कम लचीलेपन के लिए व्यापार-बंद इसकी बढ़ी हुई व्यवहार्यता और वर्तमान वैज्ञानिक चुनौतियों के लिए तत्परता है।

एक महत्वपूर्ण प्रगति में, सिडनी स्थित स्टार्टअप सिलिकॉन क्वांटम कंप्यूटिंग ने अपने अभूतपूर्व उत्पाद "क्वांटम ट्विन्स" का अनावरण किया है। यह सिलिकॉन-आधारित क्वांटम सिमुलेटर अब सीधे अनुबंध के माध्यम से ग्राहकों के लिए व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है, जो जटिल सिमुलेशन कार्यों के लिए एक मूर्त समाधान प्रदान करता है। उत्पाद लॉन्च के साथ, कंपनी ने डिवाइस की उल्लेखनीय क्षमताओं का प्रदर्शन किया, एक अच्छी तरह से अध्ययन किए गए सामग्री में एक चरण संक्रमण का सफलतापूर्वक अनुकरण किया, एक इंसुलेटिंग स्थिति से एक धातु स्थिति तक, और सभी मध्यवर्ती राज्यों की मैपिंग की। यह महत्वपूर्ण उपलब्धि प्रतिष्ठित पत्रिका नेचर में इस सप्ताह प्रकाशित हुई थी।

सिलिकॉन क्वांटम कंप्यूटिंग में क्वांटम सिस्टम इंजीनियरिंग लीड सैम गोरमैन बताते हैं, "क्वांटम कंप्यूटर में आप आम तौर पर जिन क्यूबिट्स का उपयोग करते हैं, उनके बजाय, हम समस्या को सीधे सरणी की ज्यामिति और संरचना में एन्कोड करते हैं।" यह कथन कंपनी के रणनीतिक फोकस को दर्शाता है: विशिष्ट, कम्प्यूटेशनल रूप से मांग वाले समस्याओं के लिए अनुकूलित विशेष उपकरण प्रदान करने के लिए सामान्य-उद्देश्य क्वांटम कंप्यूटिंग प्रतिमान से परे जाना।

"क्वांटम ट्विन्स" की तकनीकी नींव सिलिकॉन क्वांटम कंप्यूटिंग की मालिकाना प्रेसिजन एटम क्यूबिट मैन्युफैक्चरिंग प्रक्रिया है। 2017 में स्थापित, कंपनी ने इसके संस्थापक, प्रोफेसर मिशेल सिमंस के नेतृत्व में 25 से अधिक वर्षों के मौलिक शैक्षणिक अनुसंधान पर निर्माण किया है। मुख्य नवाचार सब-नैनोमीटर सटीकता के साथ सिलिकॉन सब्सट्रेट में व्यक्तिगत फास्फोरस परमाणुओं को सटीक रूप से रखने की क्षमता में निहित है। प्रोफेसर सिमंस ने जटिल, 38-चरणीय निर्माण प्रक्रिया का विवरण दिया। यह हाइड्रोजन से ढके सिलिकॉन सब्सट्रेट से शुरू होता है। फिर एक स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप का उपयोग व्यक्तिगत हाइड्रोजन परमाणुओं को चुनिंदा रूप से हटाने के लिए किया जाता है, जिससे नीचे सिलिकॉन उजागर होता है। फॉस्फीन गैस पेश की जाती है, जो केवल इन उजागर सिलिकॉन साइटों पर अधिशोषित होती है। बाद में कम तापमान वाले थर्मल एनीलिंग चरण में फास्फोरस परमाणु को सिलिकॉन क्रिस्टल जाली में शामिल किया जाता है, जिसके बाद अतिरिक्त सिलिकॉन की परतें उगाई जाती हैं।

यह पूरी प्रक्रिया अत्यंत शुद्ध और स्वच्छ वातावरण सुनिश्चित करने के लिए अति-उच्च निर्वात स्थितियों के तहत की जाती है। सिमंस ने जोर देकर कहा, "यह एक पूरी तरह से मोनोलिथिक चिप है जिसे हम उस सब-नैनोमीटर सटीकता के साथ बनाते हैं।" 2014 में एक महत्वपूर्ण विकास चिप पर मार्कर बनाने की क्षमता थी, जिससे टीम को विद्युत संपर्क बनाने के लिए प्रत्यारोपित परमाणुओं के स्थान को सटीक रूप से निर्धारित करने की अनुमति मिली। ये संपर्क परमाणु पैमाने पर निर्मित होते हैं, जो स्वयं परमाणुओं और क्वांटम डॉट्स के आयामों से मेल खाते हैं। यद्यपि व्यक्तिगत फास्फोरस परमाणुओं को रखा जा सकता है, "क्वांटम ट्विन्स" सिमुलेटर सिमुलेशन करने के लिए मौलिक इकाई, एक 'रजिस्टर' बनाने के लिए 10 से 50 परमाणुओं के समूहों का उपयोग करता है।

"क्वांटम ट्विन्स" की सामग्री चरण संक्रमणों का अनुकरण करने की क्षमता, जो संघनित पदार्थ भौतिकी का एक आधारशिला है, अपार क्षमता रखती है। यह अनुकूलित इलेक्ट्रॉनिक, चुंबकीय, या ऑप्टिकल गुणों वाली नई सामग्रियों के डिजाइन को काफी तेज कर सकता है। रसायन विज्ञान में, यह जटिल प्रतिक्रिया तंत्रों में गहरी अंतर्दृष्टि को अनलॉक करने का वादा करता है, जो संभावित रूप से दवा खोज में क्रांति ला सकता है। इसके अलावा, यह मौलिक क्वांटम घटनाओं की खोज के लिए एक शक्तिशाली मंच प्रदान करता है। जबकि सार्वभौमिक क्वांटम कंप्यूटर अभी भी व्यापक रूप से अपनाने से कुछ दूर हैं, "क्वांटम ट्विन्स" जैसे विशेष क्वांटम सिमुलेटर आज की अत्यावश्यक वैज्ञानिक और इंजीनियरिंग चुनौतियों का एक व्यावहारिक और शक्तिशाली समाधान प्रस्तुत करते हैं, जो क्वांटम कंप्यूटेशन के क्षेत्र की विविधता और तेजी से प्रगति को रेखांकित करते हैं।

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