सार्वजनिक अनुभाग पूर्वावलोकन
क्वांटम कंप्यूटिंग
5.1 शास्त्रीय बनाम क्वांटम कंप्यूटिंग (PYQ 2023 — Q18)
| पैरामीटर | शास्त्रीय कंप्यूटिंग | क्वांटम कंप्यूटिंग |
|---|---|---|
| मूल इकाई | बिट (0 या 1) | क्यूबिट (0 और 1 का अध्यारोपण) |
| प्रोसेसिंग | अनुक्रमिक/समानांतर तार्किक संचालन | क्वांटम समानांतरता — सभी अवस्थाओं का एक साथ अन्वेषण |
| प्रमुख सिद्धांत | बूलियन तर्क, ट्रांजिस्टर | अध्यारोपण, उलझाव, व्यतिकरण |
| त्रुटि दर | परिपक्व त्रुटि सुधार से बहुत कम | वर्तमान में उच्च (NISQ युग — शोरयुक्त मध्यवर्ती-पैमाने क्वांटम) |
| अनुप्रयोग | सामान्य उद्देश्य संगणना | क्रिप्टोग्राफी, अनुकूलन, ड्रग डिस्कवरी, ML त्वरण |
| भारत की स्थिति | भारत के पास सुपरकंप्यूटर (PARAM श्रृंखला) | NQM का लक्ष्य 2031 तक 50–1,000 क्यूबिट कंप्यूटर |
RPSC के लिए प्रमुख क्वांटम अवधारणाएँ
- अध्यारोपण (Superposition): एक क्यूबिट मापन तक अवस्था 0 और 1 दोनों में एक साथ हो सकता है (शास्त्रीय बिट के विपरीत जो 0 या 1 पर स्थिर होता है)।
- उलझाव (Entanglement): दो क्यूबिट "उलझे" हो सकते हैं — एक को मापने से तुरंत दूसरे की अवस्था निर्धारित हो जाती है, दूरी की परवाह किए बिना। आइंस्टीन ने इसे "भूतिया दूरस्थ क्रिया" कहा था।
- क्वांटम विसंबद्धता (Decoherence): मुख्य इंजीनियरिंग चुनौती — क्यूबिट पर्यावरण से अंतर्क्रिया के कारण अपनी क्वांटम अवस्था खो देते हैं; अति-शीतल तापमान (परम शून्य के निकट, ~15 मिलीकेल्विन) आवश्यक।
5.2 राष्ट्रीय क्वांटम मिशन (NQM)
राष्ट्रीय क्वांटम मिशन को 19 अप्रैल 2023 को आर्थिक मामलों की कैबिनेट समिति (CCEA) ने 8 वर्षों (2023–2031) के लिए 6,003 करोड़ रुपये के बजट के साथ मंजूरी दी। यह विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग (DST) के तहत एक मिशन-मोड परियोजना है।
चार रणनीतिक विषयगत हब (T-Hub)
- क्वांटम कंप्यूटिंग — IISc बेंगलुरु में होस्ट; लक्ष्य: सुपरकंडक्टिंग, फोटोनिक और ट्रैप्ड-आयन आधारित क्वांटम कंप्यूटर विकसित करना
- क्वांटम संचार — IIT मद्रास में होस्ट; लक्ष्य: 2,000 किमी फाइबर और फ्री-स्पेस संचार पर सुरक्षित क्वांटम कुंजी वितरण (QKD)
- क्वांटम सेंसिंग एवं मेट्रोलॉजी — IIT बॉम्बे में होस्ट; लक्ष्य: 10⁻¹⁸ सटीकता वाली परमाणु घड़ियाँ, गुरुत्व सेंसर, क्वांटम इमेजिंग
- क्वांटम सामग्री एवं उपकरण — TIFR मुम्बई में होस्ट; लक्ष्य: टोपोलॉजिकल क्यूबिट, क्वांटम मेमोरी, क्वांटम सामग्री संश्लेषण
NQM के तहत भारत के लक्ष्य
- क्वांटम कंप्यूटर: 2031 तक 50–1,000 भौतिक क्यूबिट
- ग्राउंड स्टेशनों के बीच सुरक्षित क्वांटम उपग्रह संचार
- वित्तीय और रक्षा अनुप्रयोगों के लिए क्वांटम क्रिप्टोग्राफी नेटवर्क
- उच्च-संवेदनशीलता क्वांटम ग्रेविमीटर और मैग्नेटोमीटर
वैश्विक संदर्भ
अमेरिका ने अपनी राष्ट्रीय क्वांटम पहल (2018) में $1.2 बिलियन का निवेश किया है। चीन ने 100+ क्यूबिट क्वांटम लाभ प्रयोग किए हैं। भारत का NQM इसे क्वांटम-सक्षम राष्ट्रों की दूसरी श्रेणी में रखता है।
भारत के प्रारंभिक क्वांटम कदम
- C-DoT (दूरसंचार विकास केंद्र) ने 2022 में भारत का पहला क्वांटम संचार लिंक (100 किमी फाइबर) प्रदर्शित किया।
- ISRO ने उपग्रह संचार के लिए क्वांटम कुंजी वितरण पर काम किया है।
- क्वांटम कंप्यूटिंग भारत स्टार्टअप पारिस्थितिकी तंत्र: QNu Labs (बेंगलुरु) वाणिज्यिक QKD सिस्टम बेचता है; BosonQ Psi एयरोस्पेस के लिए क्वांटम सिमुलेशन पर केंद्रित है।