क्वांटम कंपन्यांच्या शेअरवर एनव्हिडिया सीईओ आश्चर्यचकित

हुआंग यांचे अनपेक्षित विधान

क्वांटम तंत्रज्ञानावर (quantum technology) लक्ष केंद्रित करणाऱ्या एका कार्यक्रमादरम्यान, हुआंग यांनी या कंपन्यांच्या सार्वजनिक स्थितीबद्दल अनभिज्ञता दर्शवत आश्चर्य व्यक्त केले. त्यांची पहिली प्रतिक्रिया, जसे त्यांनी सांगितले, अविश्वासाची होती. ‘त्या सार्वजनिक आहेत हे मला माहीत नव्हते,’ त्यांनी कबूल केले आणि प्रश्न विचारला, ‘क्वांटम कंपनी सार्वजनिक कशी असू शकते?’ हे स्पष्ट विधान क्वांटम कम्प्युटिंग उद्योगाचे नवखे आणि सट्टा स्वरूप दर्शवते, जे अजूनही संशोधन आणि विकासाच्या टप्प्यात आहे.

हुआंग यांच्या टिप्पणीचा संदर्भ

हुआंग यांनी या टिप्पण्या कोणत्या संदर्भात केल्या हे समजून घेणे महत्त्वाचे आहे. त्यांनी पूर्वी सांगितले होते की ‘अत्यंत उपयुक्त’ क्वांटम कम्प्युटर (quantum computers) अजून दशके दूर आहेत. हा दीर्घकालीन दृष्टिकोन, तांत्रिक अडथळ्यांमुळे कदाचित वास्तववादी असला तरी, सार्वजनिकरित्या व्यापार करणाऱ्या क्वांटम कम्प्युटिंग कंपन्यांमधील गुंतवणूकदारांच्या अल्प-मुदतीच्या अपेक्षांशी विसंगत होता. त्यांच्या सार्वजनिक स्थितीबद्दलचे त्यांचे आश्चर्य आणि व्यावहारिक क्वांटम कम्प्युटिंग ऍप्लिकेशन्ससाठी (applications) त्यांनी दिलेला विस्तारित वेळ, यामुळे अनिश्चिततेचे वादळ निर्माण झाले, ज्यामुळे या क्षेत्रात विक्री झाली.

क्वांटम कम्प्युटिंग लँडस्केप: वचन आणि अनिश्चिततेचे क्षेत्र

क्वांटम कम्प्युटिंग, कम्प्युटेशनल (computational) शक्तीमधील एक क्रांतिकारी बदल, औषध आणि साहित्य विज्ञान (materials science) पासून वित्त आणि कृत्रिम बुद्धिमत्तेपर्यंत (artificial intelligence) उद्योगांमध्ये बदल घडवून आणण्याची क्षमता ठेवते. क्लासिकल कम्प्युटर (classical computers) जे 0 किंवा 1 दर्शविणाऱ्या बिट्सच्या (bits) रूपात माहिती साठवतात, त्यांच्या विपरीत, क्वांटम कम्प्युटर क्विबिट्स (qubits) वापरतात. क्विबिट्स सुपरपोझिशन (superposition) आणि एंटँगलमेंटच्या (entanglement) तत्त्वांचा फायदा घेतात, ज्यामुळे त्यांना एकाच वेळी 0, 1 किंवा दोन्हीचे मिश्रण दर्शविता येते. ही क्षमता क्वांटम कम्प्युटरला अशा जटिल समस्यांना सामोरे जाण्यास सक्षम करते ज्या अगदी शक्तिशाली क्लासिकल सुपर कम्प्युटरसाठीही (supercomputers) अवघड आहेत.

तथापि, हे क्षेत्र अजूनही बाल्यावस्थेत आहे. स्थिर क्वांटम कम्प्युटर तयार करणे आणि ते वाढवणे हे एक मोठे तांत्रिक आव्हान आहे. क्विबिट्सची नाजूक क्वांटम स्थिती टिकवून ठेवणे, जे पर्यावरणीय गोंधळास अत्यंत संवेदनशील असतात, यासाठी अत्यंत कमी तापमान आणि अत्याधुनिक एरर करेक्शन (error correction) यंत्रणा आवश्यक आहे.

प्रमुख खेळाडू आणि दृष्टिकोन

अनेक कंपन्या या उदयोन्मुख क्षेत्रात नेतृत्वासाठी स्पर्धा करत आहेत, प्रत्येकजण क्वांटम कम्प्युटर तयार करण्यासाठी वेगवेगळे तांत्रिक दृष्टिकोन अवलंबत आहे. काही प्रमुख खेळाडू आणि त्यांचे संबंधित तंत्रज्ञान खालीलप्रमाणे आहेत:

• सुपरकंडक्टिंग क्विबिट्स (Superconducting Qubits): IBM आणि Google सारख्या कंपन्या या दृष्टिकोनाच्या आघाडीवर आहेत, ज्यामध्ये क्विबिट्स तयार करण्यासाठी आणि नियंत्रित करण्यासाठी सुपरकंडक्टिंग सर्किट्सचा (superconducting circuits) वापर केला जातो. हे सर्किट्स जवळपास शून्य तापमानावर (absolute zero) काम करतात, ज्यासाठी मोठ्या आणि महागड्या क्रायोजेनिक (cryogenic) प्रणाली आवश्यक आहेत.
• ट्रॅप्ड आयन (Trapped Ions): IonQ, एक सार्वजनिकरित्या व्यापार करणारी कंपनी, जिच्या स्टॉकच्या किमतीत हुआंग यांच्या टिप्पणीनंतर लक्षणीय घट झाली, ही ट्रॅप्ड आयन तंत्रज्ञानाची प्रमुख समर्थक आहे. हा दृष्टिकोन वैयक्तिक आयन (विद्युतभारित अणू) वापरतो, ज्यांना इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक (electromagnetic) फील्डद्वारे क्विबिट्स म्हणून अडकवले जाते आणि नियंत्रित केले जाते. ट्रॅप्ड आयन प्रणाली उच्च अचूकता आणि दीर्घ सुसंगतता (coherence) वेळा देतात, परंतु त्यांना मोठ्या प्रमाणात वाढवणे हे अभियांत्रिकी (engineering) दृष्ट्या आव्हानात्मक आहे.
• फोटोनिक क्विबिट्स (Photonic Qubits): PsiQuantum ही कंपनी फोटोनिक दृष्टिकोन अवलंबत आहे, क्विबिट्स म्हणून फोटॉन (प्रकाशाचे कण) वापरते. हे तंत्रज्ञान स्केलेबिलिटी (scalability) आणि कनेक्टिव्हिटीच्या (connectivity) दृष्टीने संभाव्य फायदे देते, परंतु स्थिर आणि विश्वासार्ह फोटोनिक क्वांटम कम्प्युटर तयार करणे हे एक मोठे काम आहे.
• न्यूट्रल एटम (Neutral Atoms): आणखी एक दृष्टिकोन म्हणजे ऑप्टिकल लॅटिसमध्ये (optical lattices) अडकलेल्या न्यूट्रल एटमचा क्विबिट्स म्हणून वापर करणे. ColdQuanta सारख्या कंपन्या हे तंत्रज्ञान शोधत आहेत, जे स्केलेबिलिटी आणि सुसंगततेच्या दृष्टीने संभाव्य फायदे देते.
• टोपोलॉजिकल क्विबिट्स(Topological Qubits): मायक्रोसॉफ्ट टोपोलॉजिकल क्विबिट्समध्ये मोठ्या प्रमाणावर गुंतवणूक करत आहे, हा एक अधिक अनोखा दृष्टिकोन आहे, ज्याचा उद्देश क्विबिट्स तयार करणे आहे जे आवाज आणि त्रुटींना प्रतिरोधक (resistant to noise and errors) आहेत. हे तंत्रज्ञान अजूनही विकासाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात आहे.

गुंतवणुकीचे लँडस्केप: दीर्घकालीन क्षमतेसह अल्पकालीन अस्थिरतेचा समतोल साधणे

क्वांटम कम्प्युटिंग उद्योगाने जगभरातील व्हेंचर कॅपिटलिस्ट (venture capitalists) आणि सरकारांकडून महत्त्वपूर्ण गुंतवणूक आकर्षित केली आहे. गुंतवणूकदार या तंत्रज्ञानाच्या परिवर्तनीय क्षमतेकडे आकर्षित झाले आहेत, भविष्यात क्वांटम कम्प्युटर विविध क्षेत्रात प्रगती करतील अशी कल्पना करत आहेत.

तथापि, हे उद्योग उच्च जोखीम आणि अनिश्चिततेने देखील वैशिष्ट्यीकृत आहे. तांत्रिक अडथळे महत्त्वपूर्ण आहेत आणि फॉल्ट-टॉलरंट (fault-tolerant), व्यावसायिकदृष्ट्या व्यवहार्य क्वांटम कम्प्युटर मिळवण्याची वेळमर्यादा अस्पष्ट आहे. ही अंतर्निहित अस्थिरता सार्वजनिकरित्या व्यापार करणाऱ्या क्वांटम कम्प्युटिंग कंपन्यांमध्ये गुंतवणूक करणे विशेषतः सट्टा बनवते.

हुआंग यांच्या टिप्पण्यांनी नकळत ही अस्थिरता अधोरेखित केली. सार्वजनिकरित्या व्यापार करणाऱ्या क्वांटम कम्प्युटिंग कंपन्यांच्या अस्तित्वावर त्यांनी केलेले आश्चर्य क्वांटम कम्प्युटिंगच्या दीर्घकालीन दृष्टी आणि शेअर बाजाराच्या (stock market) अल्पकालीन अपेक्षांमधील फरक दर्शवते.

आव्हानांचा अधिक तपशीलवार विचार

व्यावहारिक, फॉल्ट-टॉलरंट क्वांटम कम्प्युटरचा मार्ग अनेक आव्हानांनी भरलेला आहे. चला काही प्रमुख अडथळ्यांचा अधिक तपशीलवार विचार करूया:

क्विबिट स्थिरता आणि सुसंगतता (Coherence)

सर्वात महत्त्वाच्या आव्हानांपैकी एक म्हणजे क्विबिट्सची स्थिरता आणि सुसंगतता राखणे. क्विबिट्स अविश्वसनीयपणे नाजूक आणि पर्यावरणीय गोंधळास (environmental noise) संवेदनशील असतात, जसे की भटके इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड (electromagnetic fields) आणि तापमानातील चढउतार. या आवाजामुळे क्विबिट्स त्यांचे क्वांटम गुणधर्म गमावू शकतात, ज्यामुळे कम्प्युटेशनमध्ये (computation) त्रुटी येतात. क्विबिट आपला क्वांटम स्टेट (quantum state) किती काळ टिकवून ठेवू शकतो, याला कोहेरन्स टाइम (coherence time) म्हणतात. जटिल क्वांटम कम्प्युटेशन करण्यासाठी कोहेरन्स टाइम वाढवणे आवश्यक आहे.

एरर करेक्शन (Error Correction)

क्विबिट्स त्रुटींसाठी खूप प्रवण असल्यामुळे, विश्वासार्ह क्वांटम कम्प्युटर तयार करण्यासाठी क्वांटम एरर करेक्शन आवश्यक आहे. क्लासिकल कम्प्युटरच्या विपरीत, जिथे बिटच्या अनेक प्रती बनवून त्रुटी दुरुस्त केल्या जाऊ शकतात, नो-क्लोनिंग थिअरममुळे (no-cloning theorem) क्वांटम माहिती कॉपी (copy) केली जाऊ शकत नाही. क्वांटम मेकॅनिक्सच्या (quantum mechanics) या मूलभूत तत्त्वामुळे अत्याधुनिक एरर करेक्शन तंत्र आवश्यक आहे जे क्विबिट्सच्या स्थितीचे थेट मोजमाप न करता त्रुटी शोधू आणि दुरुस्त करू शकतात. कार्यक्षम आणि स्केलेबल क्वांटम एरर करेक्शन कोड (scalable quantum error correction codes) विकसित करणे हे एक प्रमुख संशोधन क्षेत्र आहे.

स्केलेबिलिटी (Scalability)

कमी संख्येने क्विबिट्स असलेले क्वांटम कम्प्युटर तयार करणे हे पुरेसे आव्हानात्मक आहे. या प्रणालींना शेकडो, हजारो किंवा अगदी लाखो क्विबिट्सपर्यंत वाढवणे, जे व्यावहारिक समस्या सोडवण्यासाठी आवश्यक आहेत, हे एक मोठे आव्हान आहे. प्रत्येक अतिरिक्त क्विबिट सिस्टमची (system) जटिलता वाढवते, ज्यामुळे ते नियंत्रित करणे आणि सुसंगतता राखणे अधिक कठीण होते.

नियंत्रण आणि मापन

क्वांटम कम्प्युटेशन करण्यासाठी क्विबिट्सची स्थिती अचूकपणे नियंत्रित करणे आणि मोजणे आवश्यक आहे. यासाठी उच्च-परिशुद्धता लेसर (high-precision lasers), मायक्रोवेव्ह जनरेटर (microwave generators) आणि संवेदनशील डिटेक्टरसह (sensitive detectors) अत्याधुनिक हार्डवेअर (hardware) आणि सॉफ्टवेअर (software) आवश्यक आहे. क्विबिट्सची संख्या जसजशी वाढत जाते, तसतसे नियंत्रण आणि मापन प्रणालीची जटिलता नाटकीयरित्या वाढते.

सॉफ्टवेअर आणि अल्गोरिदम (Software and Algorithms)

क्वांटम कम्प्युटरची शक्ती प्रभावीपणे वापरणारे सॉफ्टवेअर आणि अल्गोरिदम विकसित करणे हे आणखी एक मोठे आव्हान आहे. क्वांटम अल्गोरिदम क्लासिकल अल्गोरिदमपेक्षा (classical algorithms) मूलभूतपणे भिन्न आहेत आणि त्यांची रचना करण्यासाठी क्वांटम मेकॅनिक्स आणि कम्प्युटर विज्ञानाचे (computer science) सखोल ज्ञान आवश्यक आहे. क्वांटम अल्गोरिदम विकासाचे क्षेत्र अजूनही त्याच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात आहे आणि क्वांटम कम्प्युटिंगची पूर्ण क्षमता शोधण्यासाठी बरेच संशोधन आवश्यक आहे.

क्रायोजेनिक्स (Cryogenics)

सुपरकंडक्टिंग क्विबिट्ससारख्या अनेक क्वांटम कम्प्युटिंग तंत्रज्ञानांना (quantum computing technologies) ऑपरेट (operate) करण्यासाठी अत्यंत कमी तापमान आवश्यक आहे. हे तापमान, जे अनेकदा जवळपास शून्य (-273.15 अंश सेल्सियस किंवा -459.67 अंश फॅरेनहाइट) असते, ते टिकवून ठेवण्यासाठी अत्याधुनिक आणि महाग क्रायोजेनिक प्रणाली आवश्यक आहे. या प्रणालींचा आकार आणि खर्च क्वांटम कम्प्युटर वाढवण्यासाठी एक महत्त्वपूर्ण अडथळा असू शकतो.

क्वांटम कम्प्युटिंगचे भविष्य: एक लांब आणि वळणदार रस्ता

आव्हाने असूनही, क्वांटम कम्प्युटिंगचे संभाव्य फायदे इतके महत्त्वपूर्ण आहेत की संशोधन आणि विकास प्रयत्न सुरूच आहेत. सरकार आणि खाजगी कंपन्या या क्षेत्रात अब्जावधी डॉलर्सची गुंतवणूक करत आहेत आणि अनेक आघाड्यांवर प्रगती होत आहे.

‘अत्यंत उपयुक्त’ क्वांटम कम्प्युटर येण्यासाठी दशके लागतील, ही हुआंग यांची भविष्यवाणी काहींना निराशावादी वाटू शकते, परंतु ती अजूनही असलेल्या महत्त्वपूर्ण अडथळ्यांचे वास्तववादी मूल्यांकन दर्शवते. फॉल्ट-टॉलरंट, व्यावसायिकदृष्ट्या व्यवहार्य क्वांटम कम्प्युटिंगचा प्रवास हा एक लांब आणि वळणदार रस्ता असण्याची शक्यता आहे, ज्यामध्ये अनेक वळणे येतील.

तथापि, या तंत्रज्ञानाचा संभाव्य परिणाम इतका परिवर्तनीय आहे की त्याचा पाठपुरावा करणे योग्य आहे. क्वांटम कम्प्युटरमध्ये औषध, साहित्य विज्ञान, कृत्रिम बुद्धिमत्ता आणि इतर अनेक क्षेत्रात क्रांती घडवून आणण्याची क्षमता आहे. ते नवीन औषधे आणि सामग्रीचा शोध, अधिक शक्तिशाली AI अल्गोरिदमचा विकास आणि आधुनिक एनक्रिप्शन कोड (modern encryption codes) तोडण्यास कारणीभूत ठरू शकतात.
क्वांटम कम्प्युटिंग उद्योग हे वैज्ञानिक शोध, अभियांत्रिकी चातुर्य आणि सट्टा गुंतवणुकीचे एक आकर्षक मिश्रण आहे. हे असे क्षेत्र आहे जिथे शक्यतेच्या सीमा सतत पुढे ढकलल्या जात आहेत आणि जिथे যুগান্তকারী प्रगतीची क्षमता प्रचंड आहे. जरी पुढील रस्ता लांब आणि आव्हानात्मक असला तरी, क्वांटम कम्प्युटर विश्वाची रहस्ये उलगडतील आणि मानवजातीच्या काही सर्वात महत्त्वाच्या समस्या सोडवतील, असे भविष्य हे ध्येय बाळगण्यासारखे आहे.