अमर्याद, अफाट, अवास्तव, अगणित आणि अचाट क्षमतेच्या ‘क्वांटम कम्प्युटर’वर जगभरात गेल्या काही दशकांपासून संशोधन सुरू आहे. असा संगणक जितका सामर्थ्यवान तितका तो ‘ठिसूळ’ या निष्कर्षाप्रत संशोधकांची एक पिढी पोहोचली असताना ‘मायक्रोसॉफ्ट’ कंपनीने क्वांटम संगणकाला भक्कम आणि अतिशक्तिशाली बनवणारे नवीन संशोधन सादर केले आहे. भौतिकशास्त्रातील घन, द्रव, वायू या स्थितींच्या पलिकडच्या नव्याच ‘संस्थिती’तून जन्म घेऊन काम करणाऱ्या ‘मेजोरेना पार्टिकल्स’च्या साह्याने या संगणकाला मजबुती मिळणार आहे. या तंत्रज्ञानामुळे आजवर आणखी काही दशके लांब वाटणारा ‘क्वांटम कम्प्युटर’ आता नजीकच्या काळातील शक्यता वाटू लागला आहे.
क्वांटम कम्प्युटर काय आहे?
मायक्रोसॉफ्टच्या संशोधनाबाबत जाणण्याआधी ‘क्वांटम कम्प्युटर’ही संकल्पना समजून घ्यावी लागेल. सध्याच्या संगणकात कितीही अद्ययावतीकरण झाले तरी अनेक अतिक्लिष्ट गणितीय आकडेमोड किंवा मांडणी करण्यासाठी या संगणकाला अनेक वर्षे लागू शकतात. याचे कारण या संगणकात माहिती संचय आणि संगणन करण्याचे काम ‘बिट्स’मध्ये होते. या ‘बिट्स’ अर्थात ‘बायनरी डिजिट्स’ म्हणजे संगणकीय माहितीचे सर्वात छोटे परिमाण. संगणकातील इलेक्ट्रीकल सिग्नलनुसार या बिट्सचे मूल्य शून्य किंवा एक इतके असू शकते. अशा हजारो लाखो करोडो बिट्सच्या समूहातून संगणकात माहितीसंचय केला जातो. हा संचय अचूकतम व्हावा, यासाठी संगणक प्रत्येक प्रक्रिया टप्प्याटप्प्याने करत असतो. साहजिकच अब्जाहून मोठ्या संख्यांचा गुणाकार किंवा त्याहून अतिक्लिष्ट गणितीय आकडेमोड करताना सध्याच्या संगणकाला वर्षानुवर्षे लागू शकतात. याउलट ‘क्वांटम’ संगणक ही आकडेमोड काही मिनिटांत करू शकतो. याचे कारण त्यामध्ये माहिती साठवणाऱ्या ‘क्युबिट्स’ (क्वांटम बिट्स) एकाच वेळी शून्य आणि एक अशा दोन्ही अवस्थेत राहू शकतात. शिवाय या ‘क्युबिट्स’ एकमेकांत गुंतून एक साखळी तयार करतात. त्यामुळे एकाच वेळी असंख्य प्रक्रिया, आकडेमोड करून क्षणार्धात उत्तर मिळवून देण्याची ‘क्वांटम’ संगणकाची क्षमता वाढते. अगदी साध्या भाषेत ‘भूलभुलैया’ कोड्याचे उदाहरण देता येईल. सामान्य संगणक हे कोडे सोडवण्यासाठी प्रत्येक मार्ग टप्प्याटप्प्याने तपासून पाहतो तर, क्वांटम संगणक एकाच वेळी सर्व मार्ग तपासून काही क्षणात कोड्याचे अचूक उत्तर शोधून दाखवते.
क्षमता अमर्याद पण अस्थिर
क्वांटम संगणक सामान्य संगणकापेक्षा कितीतरी पट जास्त क्षमतेने काम करत असला तरी त्याच्याही काही मर्यादा आहेत. अशा संगणकांच्या क्युबिट्स साठवणाऱ्या चिप कमालीच्या अस्थिर असल्याने हलक्याशा व्यत्ययानेही त्याच्या गणन प्रक्रियेत त्रुटी निर्माण होतात. तसेच अशा संगणकांना शून्यापेक्षाही कमी तापमानात ठेवावे लागते. त्यामुळे आतापर्यंत अनेक कंपन्यांकडून प्रयत्न होऊनही परिपूर्ण असा क्वांटम संगणकाचा प्रकल्प यशस्वी होऊ शकलेला नाही. याच मुद्द्यावर मायक्रोसॉफ्टने संशोधन करून नवीन तंत्रज्ञान विकसित केले आहे.
मायक्रोसॉफ्टचे संशोधन काय?
मायक्रोसॉफ्टने तळहातावर मावू शकेल इतक्या आकाराचा प्रोसेसर तयार केला आहे. ‘मेजोरेना १’ नावाच्या या प्रोसेसरमध्ये सध्याच्या स्मार्टफोन किंवा अन्य संगणकीय उत्पादनांमध्ये असलेली सेमीकंडक्टर चिप बसवण्यात आली आहे. या सेमीकंडक्टरला ऊर्जा पुरवण्यासाठी मायक्रोसॉफ्टने जगातील पहिला ‘टोपोकंडक्टर’ बनवला आहे. हे दोन्ही घटक एकत्रितपणे शून्यापेक्षा २०० अंश सेल्सियसखाली काम करतात तेव्हा ते ‘मेजोरेना’ अतिसूक्ष्मकण तयार करतात. हे ‘मेजोरेना’ घन-द्रव-वायू अशा कोणत्याही अवस्थेत नसून नव्याच ‘टोपोलॉजिकल’ स्थितीत काम करतात. ते ‘क्वांटम’ संगणकासाठी माहिती प्रक्रिया करणाऱ्या ‘टोपोलॉजिकल क्युबिट्स’ तयार करण्याचे आणि त्यांना स्थिर ठेवण्याचे काम करतात. या तंत्रज्ञानामुळे ‘क्वांटम कम्प्युटर’ला स्थिरता आणि भक्कमपणा लाभतो, असा मायक्रोसॉफ्टचा दावा आहे. तसेच आतापर्यंतच्या कोणत्याही ‘क्वांटम कम्प्युटर’पेक्षा मायक्रोसॉफ्टचा ‘क्वांटम’ संगणक अधिक दोषरहित कार्य करेल, असा कंपनीचा दावा आहे.
आधीच्या क्वांटम संगणकापेक्षा वेगळेपण काय?
क्वांटम संगणक तयार करण्यासाठी जगातील सर्वच मोठ्या तंत्रज्ञान कंपन्या तसेच देशांमध्ये स्पर्धा सुरू आहे. गेल्या वर्षी डिसेंबर महिन्यातच गुगलने एका प्रायोगिक क्वांटम संगणकाचे सादरीकरण केले. सर्वसामान्य संगणकाला जी आकडेमोड करण्यासाठी विश्वाच्या जन्मापेक्षाही अधिक काळ लागेल, अशी आकडेमोड गुगलचा क्वांटम संगणक पाच मिनिटांत करेल, असा दावा या कंपनीने केला आहे. हा संगणक सुपरकंडक्टरने बनलेल्या क्युबिटनिशी काम करतो. मात्र, हे काम अतिशय स्थिरपणे करण्यासाठी आवश्यक क्युबिट करण्यात या तंत्रज्ञानावर मर्यादा येतात. परिणामी त्यातील प्रक्रिया सदोष होते. आयबीएमसह आणखी काही स्टार्टअपदेखील क्वांटम संगणक बनवण्यासाठी प्रयत्न करत आहेत. अमेरिकेने आधीपासूनच अशा स्टार्टअप कंपन्यांना आर्थिक पाठबळ पुरवले असून मायक्रोसॉफ्टलाही भरीव मदत केली आहे. या तंत्रज्ञानात १५ अब्ज डॉलरहून अधिक रक्कम गुंतवण्याचे चीनने अलिकडेच जाहीर केले तर, युरोपीय महासंघानेही जवळपास सात अब्ज डॉलरची तरतूद या तंत्रज्ञानासाठी केली आहे. मात्र, हे देश आणि कंपन्या अजूनही चाचपडत असताना मायक्रोसॉफ्टने या क्षेत्रात मोठी झेप घेतली आहे.
क्वांटम संगणक किती उपयुक्त?
क्वांटम संगणकाला मूर्त स्वरूप लाभल्यास अनेक क्षेत्रांसाठी हे तंत्रज्ञान भरारी देणारे ठरेल. कोणत्याही दुर्धर आजारावरील औषध शोधण्यासाठी सध्या अनेक वर्षे लागतात. ते काम हा संगणक अल्पावधीत करू शकेल. कृत्रिम प्रज्ञेच्या अफाट क्षमतेला अमर्याद शक्ती देण्याचे काम हा संगणक करू शकेल. सायबर सुरक्षा किंवा संगणकीय सुरक्षितता यासाठी अत्यावश्यक असलेली ‘एन्क्रिप्शन’ प्रक्रिया अधिक भक्कम करण्यात या तंत्रज्ञानाचा उपयोग होऊ शकतो.
