"क्वांटम विवरण" एक संपादकीय अतिथि स्तंभ है जिसमें इस क्षेत्र में प्रमुख चुनौतियों और प्रक्रियाओं को देखने वाले क्वांटम शोधकर्ताओं, डेवलपर्स और विशेषज्ञों के साथ विशेष अंतर्दृष्टि और साक्षात्कार शामिल हैं। यह लेख, द्वारा लिखा गया है रूटी बेन-श्लोमी, के सीईओ और सह-संस्थापक लाइट सॉल्वर, क्वांटम कंप्यूटिंग के लाभ के रूप में लेजर प्रसंस्करण पर ध्यान केंद्रित किया गया है। 

व्यवसाय लगातार दक्षता में सुधार, उत्पादकता बढ़ाने और लागत कम करने पर ध्यान दे रहे हैं। हालाँकि, कई मामलों में, इन लक्ष्यों को प्राप्त करना कठोर अनुकूलन क्षमताओं पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए अंतिम-मील डिलीवरी को लें, या सेवा तकनीशियनों की एक टीम को सैकड़ों स्थानों पर भेजना: अत्यधिक कुशल मार्ग और शेड्यूल बनाने के लिए, व्यवसायों को संयोजन अनुकूलन समस्याओं को हल करना होगा। इस प्रकार की गणना के साथ चुनौती यह है कि वे एनपी-हार्ड हैं, जिसका अर्थ है कि जैसे-जैसे चर और बाधाओं की संख्या बढ़ती है, वे तेजी से बढ़ते हैं। उदाहरण के लिए, 10 से अधिक हैं94 सात फ़ील्ड सेवा तकनीशियनों की एक टीम के बीच 10 नौकरियां आवंटित करने के तरीके - एक समस्या का आकार जो वर्तमान कंप्यूटर की क्षमताओं से अधिक है.

जबकि शास्त्रीय सुपर कंप्यूटर अपनी कम्प्यूटेशनल सीमा तक पहुंच गए हैं, क्वांटम कंप्यूटर जटिल वास्तविक दुनिया की समस्याओं को हल करने के लिए अभी तक स्केलेबल या व्यावहारिक नहीं हैं। हमें ऐसी समस्याओं को हल करने के लिए एक बेहतर तरीके की आवश्यकता है अभी - और न केवल लॉजिस्टिक्स चुनौतियाँ, बल्कि वित्तीय पोर्टफोलियो अनुकूलन और जोखिम मॉडलिंग में सुधार से लेकर दवा की खोज और उन्नत सामग्री विज्ञान तक की समस्याएं भी शामिल हैं।

सौभाग्य से, आज एक नई क्वांटम-प्रेरित तकनीक उपलब्ध है जो सबसे शक्तिशाली शास्त्रीय और क्वांटम कंप्यूटरों की तुलना में तेजी से गणना करने के लिए लेजर की शक्ति का उपयोग करती है। यह नया कंप्यूटिंग प्रतिमान इलेक्ट्रॉनिक घटकों से मुक्त है, शास्त्रीय उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग (एचपीसी) की सीमाओं को पार करने का वादा करता है और जटिल अनुकूलन समस्याओं को हल करने के लिए क्वांटम कंप्यूटिंग की तुलना में अधिक व्यावहारिक समाधान प्रदान करता है।

एचपीसी और क्वांटम की सीमाओं से परे

शास्त्रीय कंप्यूटर सन्निकटन तकनीकों का उपयोग करके अनुकूलन समस्याओं का समाधान करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप समझौता गुणवत्ता और प्रसंस्करण समय का समाधान होता है जो समस्या के आकार के साथ तेजी से बढ़ता है, जो आज के एचपीसी की ऊपरी सीमा को पार कर जाता है। यहां तक ​​कि सबसे शक्तिशाली भी सौ क्वाड्रिलियन फ्लॉप्स से अधिक प्रदर्शन का दावा करने वाले सुपर कंप्यूटर एक दीवार से टकरा सकते हैं और इसके लिए अस्थिर मात्रा में बिजली और शीतलन की भी आवश्यकता होती है। परिणामस्वरूप, कई व्यवसाय आज उपलब्ध डेटा की प्रचुरता का लाभ नहीं उठा सकते हैं और वास्तव में अपने व्यवसाय को बढ़ा नहीं सकते हैं। 

क्वांटम कंप्यूटर बड़ी संभावनाएं दिखाते हैं लेकिन अभी तक किफायती या स्केलेबल नहीं हैं। उनके पास गैर-तुच्छ इंजीनियरिंग चुनौतियां भी हैं, जैसे अति-उच्च वैक्यूम वातावरण, विशेष घटकों और अति-ठंड स्थितियों से युक्त जटिल स्थिरीकरण प्रणालियों की आवश्यकता। इन मांगलिक आवश्यकताओं को संबोधित करने के प्रयासों के बावजूद, क्वांटम कंप्यूटर में त्रुटियों की संभावना बनी रहती है और विश्वसनीयता और सटीकता में भी कमी आती है।

कुछ क्वांटम एनीलर अब क्लाउड में उपलब्ध हैं, लेकिन उनमें से अधिकांश को सीमित कनेक्टिविटी के कारण प्रदर्शन और स्केलेबिलिटी चुनौतियों का सामना करना पड़ता है, जो जटिल वास्तविक दुनिया की समस्याओं से कुशलतापूर्वक निपटने की उनकी क्षमता में बाधा उत्पन्न करता है।

लेज़र के माध्यम से एक उज्ज्वल समाधान

लेज़र प्रोसेसिंग एक नवीन कंप्यूटिंग प्रतिमान है जो कम्प्यूटेशनल कार्यों के लिए युग्मित लेज़रों का उपयोग करता है। इसके लिए किसी इलेक्ट्रॉनिक घटक की आवश्यकता नहीं है और यह पारंपरिक कंप्यूटिंग दृष्टिकोणों की तुलना में कई फायदे प्रदान करता है, जैसे तेज प्रसंस्करण गति, बढ़ी हुई सटीकता, कम बिजली की खपत, स्केलेबिलिटी और परिवेशी परिस्थितियों में संचालन। 

यह कैसे काम करता है?

लेज़र गणित की समस्याओं को हल कर सकते हैं जिन्हें द्विघात अप्रतिबंधित बाइनरी अनुकूलन (क्यूबीओ) या आइसिंग मॉडल के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। लेज़र कंप्यूटिंग समस्या की बाधाओं को लेज़रों के सापेक्ष चरणों में एन्कोड करके काम करती है। चरण अवस्थाएँ प्रत्येक लेज़र से और उसके बीच प्रकाश को नियंत्रणीय तरीके से विवर्तित करके परस्पर क्रिया करती हैं, जो एक कसकर युग्मित लेज़र सरणी द्वारा सुगम होता है। यह डिज़ाइन सभी लेज़रों के बीच पूर्ण कनेक्टिविटी सुनिश्चित करता है, जो डेस्कटॉप आकार के डिवाइस के भीतर जोड़ीदार ऑल-टू-ऑल स्पिन इंटरैक्शन को सक्षम बनाता है। 

लेज़रों की तरंग प्रकृति और एक विशेष मानचित्रण प्रक्रिया के कारण, लेज़र किरणें न्यूनतम-ऊर्जा-हानि स्थिति की ओर निर्बाध रूप से परिवर्तित होती हैं जो समस्या के समाधान से मेल खाती है और जिसे कैमरे द्वारा पढ़ा जा सकता है। सबसे अच्छी बात यह है कि, क्वांटम कंप्यूटर के समान, लेज़र समानांतर में विभिन्न समाधानों की गणना कर सकते हैं, इस प्रकार प्रकाश की गति से परिणामों की गणना कर सकते हैं, जो अन्य तकनीकों की तुलना में काफी तेज़ है।

हालाँकि, क्वांटम सिस्टम के विपरीत, एक लेजर-आधारित सुपरकंप्यूटर पर्यावरणीय परिस्थितियों के प्रति संवेदनशील नहीं है और इसे अल्ट्रा-हाई वैक्यूम में चलाने की आवश्यकता नहीं है। यह डिवाइस के आकार में वृद्धि की आवश्यकता के बिना उल्लेखनीय स्केलेबिलिटी भी प्रदर्शित करता है। लेजर प्रसंस्करण समाधानों का कॉम्पैक्ट आकार, जो आसानी से उपलब्ध वाणिज्यिक घटकों के साथ बनाया गया है, उनकी पहुंच को भी सुविधाजनक बनाता है। ये सभी लाभ व्यापक रूप से अपनाने का मार्ग प्रशस्त करते हैं, न केवल ऑन-प्रिमाइसेस अनुप्रयोगों के लिए, बल्कि स्वायत्त वाहनों जैसे IoT उपयोग के मामलों के साथ-साथ तेल रिग और अन्य दूरस्थ स्थानों पर फ़ील्ड तैनाती के लिए भी। 

लेज़र प्रसंस्करण पर आगे की दृष्टि

हाल के बेंचमार्क में, लेजर प्रसंस्करण ने एनपी-हार्ड समस्याओं को हल करने की अपनी क्षमता का प्रदर्शन किया है। यह एक बड़ी उपलब्धि है, जो शुरुआती संकेत देती है कि लेजर प्रोसेसिंग में बड़े पैमाने पर कंप्यूटिंग क्षमता है। जैसे-जैसे इसका विकास और विकास जारी है, यह कंप्यूटिंग के क्षेत्र में क्रांति ला सकता है और उन समस्याओं को हल कर सकता है जिन्हें कभी हल नहीं किया जा सकता था। 

आईबीएम, माइक्रोसॉफ्ट और गूगल जैसी बड़ी तकनीकी कंपनियां विश्वसनीय क्वांटम कंप्यूटर बनाने के लिए जल्दबाजी कर रही हैं, लेकिन मौजूदा, सिद्ध लेजर तकनीक का उपयोग करने वाला यह नया प्रतिमान आज वास्तविक दुनिया की समस्याओं को हल कर रहा है। यह कंपनियों को संसाधनों को संरक्षित करने, राजस्व बढ़ाने और ऊर्जा खपत को कम करने में मदद कर सकता है, ऐसी क्षमताएं जिनकी वर्तमान आर्थिक रूप से चुनौतीपूर्ण माहौल में बेहद आवश्यकता है। लेजर प्रसंस्करण सुपरकंप्यूटिंग परिदृश्य का एक अभिन्न अंग बनता जा रहा है, और आने वाले वर्षों में एचपीसी और क्वांटम कंप्यूटिंग दोनों को पछाड़ने के लिए अच्छी स्थिति में है।

रूटी बेन-श्लोमी, पीएचडी, एक भौतिक विज्ञानी और लाइटसॉल्वर की सीईओ हैं, जिसकी उन्होंने पहली एलपीयू का आविष्कार करने के बाद 2020 में डॉ. चेनी ट्रैडोंस्की के साथ सह-स्थापना की थी। निम्न से पहले लाइट सॉल्वर, रूटी ने 2019 में इज़राइल में वीज़मैन इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस से क्वांटम और परमाणु/आणविक भौतिकी में पीएचडी प्राप्त की। 2011 में, उन्होंने अल्ट्राकोल्ड परमाणु प्रणाली को डिजाइन और निर्माण करने के बाद नेगेव के बेन-गुरियन विश्वविद्यालय से भौतिकी में एमएससी की उपाधि प्राप्त की। डिग्रियों के बीच, रूटी ने इंटेल के लिए एक प्रोसेस इंजीनियर के रूप में कार्य किया। 

श्रेणियाँ:
अतिथि लेख, फोटोनिक्स, क्वांटम कम्प्यूटिंग, अनुसंधान

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लेज़रों, लाइट सॉल्वर, रूटी बेन-श्लोमी

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• स्रोत: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/quantum-particulars-guest-column-beyond-hpc-ahead-of-quantum-laser-processing-emerges-as-the-breakthrough-solution-for-complex-optimization-challenges/