चूंकि क्वांटम कंप्यूटिंग अभूतपूर्व निवेश को आकर्षित कर रही है, प्रमुख उद्यम सौदों और सार्वजनिक बाजारों के माध्यम से सितंबर की पहली छमाही में इस क्षेत्र में $ 3 बिलियन का प्रवाह हुआ है, महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे की चुनौतियां बनी हुई हैं और प्रौद्योगिकी के महत्वाकांक्षी स्केलिंग लक्ष्यों को कमजोर करने का खतरा है।
जबकि क्वांटम कंप्यूटर कृत्रिम बुद्धिमत्ता, दवा खोज और सामग्री विज्ञान में क्रांतिकारी प्रगति का वादा करते हैं, उन्हें चिप्स और कूलिंग से परे मूलभूत बाधाओं का सामना करना पड़ता है।
अक्सर इन प्रणालियों के अंदर के अधिकांश उपकरण दशकों पहले विकसित किए गए थे और विश्वसनीय रूप से कार्य नहीं करते हैं और क्वांटम कंप्यूटर जिस चरम तापमान पर काम करते हैं, उसके लिए उन्हें अनुकूलित नहीं किया जा सकता है।
डेल्फ़्ट सर्किट में अंतरिम सीईओ।
इस चुनौती के केंद्र में एक पुरानी तकनीक है जो क्वांटम कंप्यूटरों को शास्त्रीय इलेक्ट्रॉनिक्स से विरासत में मिली है: समाक्षीय केबल।
क्वांटम युग से एक सदी पहले, 1916 में एटी एंड टी द्वारा डिज़ाइन किया गया, ये केबल अक्सर क्वांटम कंप्यूटरों के तंत्रिका तंत्र के रूप में काम करते हैं, नियंत्रण संकेतों को अलग-अलग क्यूबिट तक ले जाते हैं और उनकी क्वांटम स्थिति को पढ़ते हैं।
हालाँकि, जैसे-जैसे क्वांटम सिस्टम बड़े और अधिक परिष्कृत होते जा रहे हैं, समाक्षीय केबल एक महत्वपूर्ण सीमित कारक साबित हो रहे हैं।
उनका आकार, सिग्नल ले जाने की कम क्षमता और उच्च विफलता दर के कारण हजारों क्यूबिट को विश्वसनीय रूप से कनेक्ट करना और नियंत्रित करना असंभव हो जाता है।
और यह समस्या है क्योंकि उद्योग को अब उपयोगकर्ताओं के लिए क्वांटम लाभ देने के करीब पहुंचने के लिए क्वबिट गिनती बढ़ाने की जरूरत है।
प्रत्येक समाक्षीय केबल को क्वांटम कंप्यूटर के क्रायोजेनिक वातावरण के तंग दायरे में महत्वपूर्ण स्थान की आवश्यकता होती है, जहां तापमान पूर्ण शून्य के करीब गिर जाता है।
जैसे-जैसे सिस्टम सैकड़ों से हजारों क्यूबिट तक स्केल करने का प्रयास करता है, पारंपरिक समाक्षीय कनेक्शन के लिए आवश्यक भौतिक स्थान निषेधात्मक हो जाता है।
इससे भी अधिक चिंता का विषय विश्वसनीयता का मुद्दा है। समाक्षीय केबल सिस्टम कई विफलता बिंदु पेश करते हैं – प्रत्येक कनेक्शन, जोड़ और घटक बार-बार थर्मल चक्रों के विस्तार और संकुचन के कारण सिस्टम विफलता के संभावित स्रोत का प्रतिनिधित्व करते हैं।
क्वांटम कंप्यूटिंग में, जहां सुसंगत क्वांटम स्थिति को बनाए रखना सर्वोपरि है, यहां तक कि अविश्वसनीय कनेक्शन द्वारा पेश किए गए मामूली सिग्नल गिरावट या थर्मल उतार-चढ़ाव भी संसाधित होने वाली नाजुक क्वांटम जानकारी को नष्ट कर सकते हैं।
इनोवेटिव इंजीनियरिंग क्विबिट कनेक्टिविटी के लिए विकल्प प्रदान करती है
क्वांटम उद्योग में कनेक्टिविटी संकट के समाधान के लिए इस बात पर मौलिक पुनर्विचार की आवश्यकता है कि क्रायोजेनिक वातावरण में सिग्नल कैसे रूट किए जाते हैं।
उन्नत लचीली केबल प्रौद्योगिकियाँ उभर रही हैं जो प्रत्येक केबल में नाटकीय रूप से उच्च चैनल घनत्व प्रदान कर सकती हैं, जबकि वास्तव में पारंपरिक दृष्टिकोण की तुलना में विश्वसनीयता में सुधार कर सकती हैं।
ये अगली पीढ़ी के समाधान उन्नत फ़िल्टरिंग और सिग्नल कंडीशनिंग के साथ सुपरकंडक्टिंग सामग्रियों को सीधे मल्टीचैनल लचीली केबलों में एकीकृत करते हैं।
कई कार्यों को एक एकल, सुव्यवस्थित घटक में समेकित करके, वे पहले से ही समान लागत पर पारंपरिक समाक्षीय प्रणालियों की तुलना में आठ गुना अधिक चैनल घनत्व प्राप्त कर सकते हैं।
उद्योग के रोडमैप में और भी अधिक घनत्व सुधार का सुझाव दिया गया है, जो कि पारंपरिक मनाही की पेशकश से 32 गुना तक है, 18 महीनों के भीतर उपलब्ध होगा। जैसे-जैसे प्रौद्योगिकी परिपक्व होगी, क्षमता बढ़ती रहेगी।
समग्र सिस्टम आर्किटेक्चर को सरल बनाकर और व्यक्तिगत घटकों और कनेक्शन बिंदुओं की संख्या को कम करके, ये उन्नत केबल सिस्टम पारंपरिक समाक्षीय केबल की तुलना में पांच से बीस गुना कम विफलता बिंदु प्रदान कर सकते हैं।
विश्वसनीयता में यह सुधार क्वांटम सिस्टम के लिए महत्वपूर्ण है, जहां किसी भी सिग्नल में गिरावट क्वांटम स्थिति और कम्प्यूटेशनल सटीकता से समझौता कर सकती है।
की मांग तेजी से बढ़ रही है
इस बुनियादी ढांचे की चुनौती को हल करने की तात्कालिकता तेज होती जा रही है क्योंकि क्वांटम कंप्यूटिंग कंपनियां बड़े, अधिक शक्तिशाली सिस्टम की ओर अपना दबाव बढ़ा रही हैं।
क्वांटम कंप्यूटर आज आम तौर पर दर्जनों या सैकड़ों क्यूबिट के साथ काम करते हैं, लेकिन उद्योग के रोडमैप में निकट अवधि में हजारों और अगले दशक के भीतर लाखों क्यूबिट वाले सिस्टम की आवश्यकता होती है।
वैश्विक कृत्रिम बुद्धिमत्ता उछाल ने केवल इन मांगों को तेज किया है। जैसे-जैसे एआई एप्लिकेशन लगातार बढ़ते कम्प्यूटेशनल संसाधनों का उपभोग करते हैं, क्वांटम कंप्यूटर विशेष कार्यभार लेने के लिए तैनात होते हैं जो विभिन्न डोमेन में शास्त्रीय कंप्यूटिंग को पूरक या उससे आगे बढ़ा देंगे।
गहरे तंत्रिका नेटवर्क को प्रशिक्षित करने से लेकर जटिल वित्तीय मॉडल को अनुकूलित करने तक के अनुप्रयोग क्वांटम त्वरण से लाभान्वित हो सकते हैं – लेकिन केवल तभी जब हम इन प्रणालियों को आवश्यक आकार में स्केल करने के लिए आवश्यक इंजीनियरिंग का उत्पादन कर सकें।
इस स्केलिंग दबाव ने क्वांटम I/O सिस्टम में नाटकीय रूप से उच्च चैनल घनत्व की तत्काल आवश्यकता पैदा कर दी है।
जहाँ वर्तमान प्रणालियों को सैकड़ों नियंत्रण चैनलों की आवश्यकता हो सकती है, वहीं भविष्य के क्वांटम कंप्यूटरों को हजारों या दसियों हज़ार की आवश्यकता होगी।
पारंपरिक समाक्षीय केबल क्वांटम संचालन के लिए आवश्यक सिग्नल अखंडता और विश्वसनीयता को बनाए रखते हुए इन मांगों को पूरा नहीं कर सकती है।
शायद सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि इस तरह के बुनियादी ढांचे में सुधार उन्नत क्वांटम त्रुटि सुधार तकनीकों के लिए आवश्यक सिग्नल अखंडता को बनाए रखते हैं।
कम क्रॉसस्टॉक, न्यूनतम शोर और स्थिर थर्मल प्रदर्शन परिष्कृत नियंत्रण योजनाओं को सक्षम करते हैं जो दोष-सहिष्णु क्वांटम कंप्यूटिंग तक पहुंचने के लिए आवश्यक होंगे।
स्केलेबिलिटी के माध्यम से क्वांटम के वास्तविक मूल्य को अनलॉक करना
स्केलेबल क्वांटम कनेक्टिविटी समाधानों का विकास उद्योग के लिए एक महत्वपूर्ण क्षण में आता है।
क्वांटम कंप्यूटिंग कंपनियों में अरबों नए निवेश आने के साथ, व्यावहारिक मापनीयता प्रदर्शित करने का दबाव कभी इतना अधिक नहीं रहा।
बुनियादी ढांचे के नवाचार जो पुराने जमाने की तकनीक के कारण होने वाली बुनियादी स्केलिंग बाधाओं को दूर करते हैं, यह निर्धारित कर सकते हैं कि कौन सी कंपनियां प्रयोगशाला प्रदर्शनों से पूर्ण वाणिज्यिक प्रणालियों में सफलतापूर्वक संक्रमण करती हैं।
क्वांटम कंप्यूटिंग के भविष्य पर दांव लगाने वाले निवेशकों के लिए, बुनियादी ढांचे की स्केलेबिलिटी एक महत्वपूर्ण जोखिम और एक महत्वपूर्ण अवसर दोनों का प्रतिनिधित्व करती है।
जो कंपनियां कनेक्टिविटी चुनौती को हल कर सकती हैं, वे खुद को पूरे उद्योग के विकास को सक्षम करने की स्थिति में पा सकती हैं, जबकि जो कंपनियां ऐसा नहीं कर सकतीं, उन्हें अपनी क्षमता पर गंभीर सीमाओं का सामना करना पड़ सकता है।
जैसे-जैसे क्वांटम कंप्यूटिंग उद्योग विकास के अपने अगले चरण में आगे बढ़ रहा है, स्पॉटलाइट तेजी से शुद्ध क्वांटम विज्ञान से हटकर इंजीनियरिंग चुनौतियों को शामिल कर रही है जो स्केलेबिलिटी निर्धारित करेगी।
इस चुनौती का समाधान यह तय कर सकता है कि क्वांटम प्रौद्योगिकी पर हाल ही में लगाए गए बड़े दांवों में से कौन अंततः सफल होगा।
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