नई दिल्ली: IBM ने एक नया मॉड्यूलर और अल्ट्राकोल्ड सिस्टम पेश किया है. इसे ‘क्वांटम फ्रिज’ का नाम दिया गया है. यह सिस्टम सैकड़ों क्वांटम कंप्यूटर चिप्स को आपस में जोड़ने का काम करेगा. इससे क्वांटम कंप्यूटिंग के इंफ्रास्ट्रक्चर की सबसे बड़ी दिक्कत दूर हो जाएगी. IBM का कहना है कि यह नया सिस्टम बहुत स्टेबल है. यह क्वांटम एरर करेक्शन तकनीक का इस्तेमाल करता है. यह सिस्टम रियल टाइम में गलतियों को सुधार सकता है. इससे बिना किसी रुकावट के क्वांटम ऑपरेशन किए जा सकेंगे. कंपनी का टारगेट 2029 तक दुनिया का पहला फॉल्ट-टॉलरेंट क्वांटम कंप्यूटर मार्केट में उतारना है. इस कंप्यूटर का नाम ‘स्टारलिंग’ रखा गया है. इसके आने से केमिस्ट्री और फिजिक्स जैसे फील्ड में नई रिसर्च के दरवाजे खुल जाएंगे. रिसर्च करने वाले लोग मॉडर्न सुपरकंप्यूटर्स की लिमिट से बहुत आगे जाकर काम कर पाएंगे. उन्हें कैलकुलेशन में होने वाली गलतियों की चिंता नहीं करनी होगी.
मौजूदा सुपरकंप्यूटर्स से कैसे अलग होगा यह नया क्वांटम सिस्टम?
स्पेस से 180 गुना ज्यादा ठंडा है IBM का नया ‘क्वांटम फ्रिज’. (Image credit: IBM)
इसका काम करने का तरीका भी काफी हद तक वैसा ही है. लेकिन यह 10 मिलीकेल्विन तक के तापमान पर जा सकता है. यह तापमान माइनस 273.14 डिग्री सेल्सियस के बराबर होता है. यह एब्सोल्यूट जीरो के बहुत करीब है. यह तापमान डीप स्पेस से भी 180 गुना ज्यादा ठंडा होता है.
इतने कम तापमान की जरूरत IBM के सुपरकंडक्टिंग क्वांटम प्रोसेसिंग यूनिट्स (QPUs) को सही से काम करने के लिए होती है. इस मॉड्यूलर डिजाइन की मदद से इंजीनियर सिस्टम की पावर को बढ़ा सकते हैं. ऐसा पहली बार हुआ है जब वैज्ञानिकों ने अलग-अलग क्रायोजेनिक मॉड्यूल के बीच कनेक्टिविटी दिखाई है.
मॉड्यूलर क्वांटम कंप्यूटिंग का काम करने का तरीका क्या है?
- क्लासिक कंप्यूटिंग की तरह ही सुपरकंडक्टिंग क्वांटम कंप्यूटर भी प्रोसेसिंग के लिए बिल्ट-इन सर्किट का इस्तेमाल करते हैं. इन्हें ‘गेट्स’ कहा जाता है. इंजीनियर एक चिप पर कुछ ही क्यूबिट्स फिट कर सकते हैं.
- IBM के आर्किटेक्चर में हर चिप को माइनस 273.14 डिग्री सेल्सियस से नीचे ठंडा करना पड़ता है. ऐसा इसलिए है क्योंकि क्यूबिट्स में बहुत ज्यादा नॉइस होता है. इसका मतलब है कि वे आम कंप्यूटिंग पार्ट्स के मुकाबले ज्यादा गलतियां करते हैं.
- सुपरकंडक्टिंग मेटल्स की क्वांटम खूबियों का सही इस्तेमाल करने के लिए तापमान को कंट्रोल करना पड़ता है. वैज्ञानिकों को गर्मी और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वेव्स के दखल को कम करना होता है.
- तभी बिना किसी गलती के कैलकुलेशन पूरी हो पाती है. नए फ्रिज में यह तापमान हासिल करने के लिए हीलियम क्रायो कंप्रेसर का इस्तेमाल होता है. इसके साथ कमर्शियल डाइल्यूशन रेफ्रिजरेशन इंजन लगाए जाते हैं.
- थर्मल प्रोटेक्शन के लिए वैक्यूम-सील्ड कवर और मल्टीलेयर माइलर सुपर-इंसुलेशन हीट शील्ड का उपयोग होता है. मॉड्यूल को माइनस 269.15 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचने में चार दिन से ज्यादा का समय लगता है. इसके तुरंत बाद तापमान 15 मिलीकेल्विन से नीचे चला जाता है.
इंजीनियर बिना ऑपरेशन रोके सिस्टम को कैसे अपग्रेड करेंगे?
अगर हम हजार गेट्स से आगे बढ़ना चाहते हैं तो हमें ज्यादा चिप्स और ज्यादा जगह चाहिए. लेकिन इंजीनियर सिर्फ एक बहुत बड़ी और ठंडी बिल्डिंग बनाकर उसमें चिप्स नहीं भर सकते. इसके लिए बहुत बड़े इंफ्रास्ट्रक्चर की जरूरत होगी. सिस्टम को अपग्रेड करते समय या चिप्स की जांच करते समय टेंपरेचर सील टूट सकती है. इससे ऑपरेशन बीच में ही रुक सकता है. IBM का नया क्रायोजेनिक सिस्टम इस समस्या को दूर करता है. यह इंजीनियरों को ऐसे खास मॉड्यूल देता है जिनमें कुछ ही चिप्स रखे जाते हैं.
इसका सबसे बड़ा इनोवेशन इन मॉड्यूल को आपस में जोड़कर नेटवर्क बनाना है. इससे अलग-अलग क्वांटम प्रोसेसर की पावर को एक साथ इस्तेमाल किया जा सकता है. इसके लिए ‘एल-कपलर्स’ का इस्तेमाल होता है. ये एल्युमिनियम के सुपरकंडक्टिंग केबल होते हैं जो लगभग 1 मीटर लंबे होते हैं.
क्वांटम ऑपरेशंस के वाइस प्रेसिडेंट ओलिवर डायल ने कहा, ‘आमतौर पर जब हम क्यूबिट्स के बीच क्वांटम ऑपरेशन करते हैं तो वह चिप पर ही होता है. हम ऑन-चिप कपलर्स का इस्तेमाल करते हैं. लेकिन एल-कपलर्स हमें एल्युमिनियम केबल के जरिए यही काम करने की आजादी देते हैं. यह मॉड्यूलर डिजाइन के लिए बहुत अहम है.’
IBM के नए सिस्टम से बदल जाएगी सुपरकंप्यूटर्स की दुनिया. (Image credit: IBM)
IBM का ‘स्टारलिंग’ क्वांटम कंप्यूटर कब तक मार्केट में आएगा?
- IBM अपने इस नए मॉड्यूलर क्रायोजेनिक आर्किटेक्चर को 2027 में लॉन्च करने का प्लान बना रहा है. शुरुआती सिस्टम में दो से तीन सेल होंगे जो कुल 1000 क्यूबिट्स को सपोर्ट करेंगे.
- कंपनी का टारगेट 2029 तक ‘स्टारलिंग’ क्वांटम कंप्यूटर को लॉन्च करना है. यह कंप्यूटर एक ही सेशन में 10 करोड़ क्वांटम ऑपरेशन करने में सक्षम होगा. लेकिन इससे पहले कंप्यूटर को कई मॉड्यूल में कैलकुलेशन करके दिखाना होगा.
- अभी तक वैज्ञानिकों ने केवल यह साबित किया है कि दो क्रायोजेनिक मॉड्यूल को आपस में जोड़ा जा सकता है. उन्हें एक साथ जरूरी ऑपरेटिंग तापमान तक ठंडा भी किया जा सकता है. उन्होंने ‘फ्लेमिंगो’ प्रोसेसर के साथ सिंपल गेट ऑपरेशंस की टेस्टिंग की है.
हालांकि अभी तक कोई बहुत मुश्किल ऑपरेशन नहीं किया गया है. टीम आने वाले दिनों में अपनी नई जनरेशन के ‘नाइटहॉक’ प्रोसेसर को इंस्टॉल करने वाली है. इससे क्वांटम कंप्यूटिंग के क्षेत्र में एक नई क्रांति आने की उम्मीद है.
दुनिया का पहला फॉल्ट-टॉलरेंट सुपरकंप्यूटर बनाने की रेस में कौन-कौन?
IBM के क्वांटम-सेंट्रिक सुपरकंप्यूटिंग के चीफ टेक्नोलॉजी ऑफिसर जेरी चाउ ने कहा, ‘हमने क्वांटम कंप्यूटिंग में फॉल्ट टॉलरेंस की साइंस को समझ लिया है. अब हमारा पूरा फोकस इंजीनियरिंग पर है. फॉल्ट टॉलरेंस तक पहुंचना किसी एक सफलता का नतीजा नहीं है. यह हमारे पूरे इकोसिस्टम में किए जा रहे हजारों छोटे इंजीनियरिंग कामों का रिजल्ट है.’ वर्तमान में क्वांटम कंप्यूटिंग लैब दूसरे स्टैंड-अलोन क्रायोजेनिक सिस्टम का इस्तेमाल कर रही हैं.
कुछ कंपनियां ऐसे क्वांटम सिस्टम भी डिजाइन कर रही हैं जो रूम टेंपरेचर पर काम कर सकें. इनमें क्यूबिट्स के रूप में फोटॉन या लैब में बने डायमंड का इस्तेमाल होता है. IBM का दावा है कि उनका ‘स्टारलिंग’ दुनिया का पहला फॉल्ट-टॉलरेंट क्वांटम कंप्यूटर होगा. लेकिन यह देखना दिलचस्प होगा कि क्या वे समय पर इस लक्ष्य को हासिल कर पाते हैं. कई अन्य कंपनियां भी इसी लक्ष्य को पाने की दौड़ में शामिल हैं.
