Quantum Computer: ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಭವಿಷ್ಯದ ಅದ್ಭುತ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ!

 

ಸೂಪರ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳಿಗೂ ಸವಾಲು ಹಾಕುವ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಅಂದರೇನು?

ಪೀಠಿಕೆ:

ಮಾನವ ಇತಿಹಾಸದಲ್ಲಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ನಿರಂತರವಾಗಿ ವಿಕಸನಗೊಳ್ಳುತ್ತಾ ಬಂದಿದೆ. ಅಬಾಕಸ್‌ನಿಂದ ಹಿಡಿದು ಇಂದಿನ ಸೂಪರ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳವರೆಗೆ ನಾವು ಕ್ರಮಿಸಿದ ಹಾದಿ ಅದ್ಭುತ. ಆದರೆ, ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಗಣಿತದ ಕೆಲವು ಜಟಿಲ ಸವಾಲುಗಳು ಇಂದಿಗೂ ಇವೆ, ಇವುಗಳನ್ನು ಬಿಡಿಸಲು ಇಂದಿನ ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳಿಗೂ ಸಾವಿರಾರು ವರ್ಷಗಳ ಸಮಯ ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಇಂತಹ ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಮೀರಿ, ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಕ್ರಾಂತಿ ಸೃಷ್ಟಿಸಲು ಸಜ್ಜಾಗಿರುವುದೇ 'ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್'.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಎಂಬುದು ಕೇವಲ ಈಗಿನ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳ ವೇಗದ ಆವೃತ್ತಿಯಲ್ಲ; ಇದು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ವಿಭಿನ್ನವಾದ ವಿಜ್ಞಾನದ ತಳಹದಿಯ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಯಂತ್ರ. ಪರಮಾಣು ಮಟ್ಟದ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಕಣಗಳ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ (Quantum Physics) ನಿಯಮಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡುವ ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು, ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ವೈದ್ಯಕೀಯ, ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಕೃತಕ ಬುದ್ಧಿಮತ್ತೆಯ (AI) ಸ್ವರೂಪವನ್ನೇ ಬದಲಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಹೊಂದಿದೆ. ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಸಾಮಾನ್ಯ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳು ದೀಪದಂತಿದ್ದರೆ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳು ಇಂದಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಬಲ್ಬ್‌ಗಳಂತೆ!

ಇಂದಿನ ಕಾಲದಲ್ಲಿ ನಾವು ಬಳಸುವ ಸ್ಮಾರ್ಟ್‌ಫೋನ್ ಮತ್ತು ಲ್ಯಾಪ್‌ಟಾಪ್‌ಗಳು ಬಹಳ ವೇಗವಾಗಿವೆ. ಆದರೆ, ಪ್ರಪಂಚದ ಕೆಲವು ಜಟಿಲವಾದ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳನ್ನು ಮಾಡಲು ಇವುಗಳಿಗೂ ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತಿಲ್ಲ. ಅಂತಹ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಸೆಕೆಂಡುಗಳಲ್ಲಿ ಪರಿಹರಿಸಲು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಅದ್ಭುತ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ.

ಈ ಲೇಖನದಲ್ಲಿ ನಾವು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಎಂದರೇನು, ಅದು ಹೇಗೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದು ನಮ್ಮ ಭವಿಷ್ಯವನ್ನು ಹೇಗೆ ಬದಲಿಸಲಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರವಾಗಿ ತಿಳಿಯೋಣ.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಎಂದರೇನು?

ಸಾಮಾನ್ಯ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳು (Digital Computers) ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತಗಳ ಮೂಲಕ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಅಲ್ಲಿ ಮಾಹಿತಿ ಇರುವುದು ಕೇವಲ ಎರಡು ಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ: 'On' ಅಥವಾ 'Off'. ಇದನ್ನು ನಾವು 0 ಮತ್ತು 1 ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತೇವೆ. ಆದರೆ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳು ಪ್ರಕೃತಿಯ ಮೂಲ ಕಣಗಳಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅಥವಾ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತವೆ.

ಸಾಮಾನ್ಯ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳು ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು 'ಬಿಟ್ಸ್' (Bits - 0 ಅಥವಾ 1) ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸಂಸ್ಕರಿಸುತ್ತವೆ. ಆದರೆ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳು 'ಕ್ಯೂಬಿಟ್ಸ್' (Qubits) ಎಂಬ ವಿಶೇಷ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ.

ಕ್ಯೂಬಿಟ್ಸ್ (Qubits) - ಶಕ್ತಿಯ ಕೇಂದ್ರಗಳು

ಸಾಮಾನ್ಯ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ನ ಬಿಟ್ (Bit) ಒಂದು ಸಮಯದಲ್ಲಿ 0 ಅಥವಾ 1 ಮಾತ್ರ ಆಗಿರಲು ಸಾಧ್ಯ. ಆದರೆ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ನ ಕ್ಯೂಬಿಟ್ (Qubit) ವಿಶೇಷವಾದುದು. ಇದು 'ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್' ಎಂಬ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಇರುತ್ತದೆ.

ಉದಾಹರಣೆ: ಒಂದು ನಾಣ್ಯವನ್ನು ಚಿಮ್ಮಿದಾಗ, ಅದು ನೆಲಕ್ಕೆ ಬೀಳುವ ಮೊದಲು ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ತಿರುಗುತ್ತಿರುವಾಗ 'ಹೆಡ್ಸ್' ಮತ್ತು 'ಟೇಲ್ಸ್' ಎರಡೂ ಆಗಿರುತ್ತದೆ ಅಲ್ವೇ? ಅದೇ ಕ್ಯೂಬಿಟ್ (Qubit) ನ ಸ್ಥಿತಿ. ಇದು ಒಂದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಾವಿರಾರು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳನ್ನು ಮಾಡಲು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗೆ ಶಕ್ತಿ ನೀಡುತ್ತದೆ.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಇತಿಹಾಸದ ಪ್ರಮುಖ ಹಂತಗಳು:

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಕೇವಲ ಇತ್ತೀಚಿನ ಆವಿಷ್ಕಾರವಲ್ಲ; ಇದರ ಹಿಂದೆ ದಶಕಗಳ ಸಿದ್ಧಾಂತ ಮತ್ತು ಕಠಿಣ ಪರಿಶ್ರಮವಿದೆ. ನಿಮ್ಮ ಬ್ಲಾಗ್‌ಗಾಗಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ನ ಇತಿಹಾಸವನ್ನು ಈ ಪ್ರಮುಖ ಮೈಲಿಗಲ್ಲುಗಳ ಮೂಲಕ ವಿವರಿಸಬಹುದು

 1. ಆರಂಭಿಕ ತಳಹದಿ (1900 - 1920): ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್, ಆಲ್ಬರ್ಟ್ ಐನ್‌ಸ್ಟೈನ್ ಮತ್ತು ನೀಲ್ಸ್ ಬೋರ್ ಅವರಂತಹ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳನ್ನು ಮಂಡಿಸಿದರು. ಇದು ಪರಮಾಣು ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ವಸ್ತುಗಳು ಹೇಗೆ ವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಜಗತ್ತಿಗೆ ತಿಳಿಸಿಕೊಟ್ಟಿತು. 

ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಉಗಮ (1980 - 1982):

2. 1980: ಪಾಲ್ ಬೆನಿಯೋಫ್  ಅವರು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕಲ್ ಮಾದರಿಯ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ (Turing Machine) ಸಾಧ್ಯ ಎಂದು ಮೊಟ್ಟಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು.

3. 1981/82: ಪ್ರಸಿದ್ಧ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿ ರಿಚರ್ಡ್ ಫೇನ್‌ಮನ್ (Richard Feynman) ಅವರು ಪ್ರಕೃತಿಯನ್ನು ಸರಿಯಾಗಿ ಅರ್ಥೈಸಲು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ತತ್ವದ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳೇ ಬೇಕು ಎಂದು ಪ್ರತಿಪಾದಿಸಿದರು. ಇದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಇತಿಹಾಸದಲ್ಲಿ ಒಂದು ದೊಡ್ಡ ತಿರುವು. 

4. ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್‌ಗಳ ಕಾಲ (1994 - 1996):

1994: ಪೀಟರ್ ಶೋರ್ (Peter Shor) ಅವರು ಒಂದು ವಿಶೇಷ ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್ ಕಂಡುಹಿಡಿದರು. ಇದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಬಳಸಿ ಸೈಬರ್ ಸೆಕ್ಯೂರಿಟಿಯ ಎನ್ಕ್ರಿಪ್ಶನ್ ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಮುರಿಯಬಹುದು ಎಂದು ತೋರಿಸಿಕೊಟ್ಟಿತು.

1996: ಲವ್ ಗ್ರೋವರ್ ಅವರು ಡೇಟಾಬೇಸ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಅತಿ ವೇಗವಾಗಿ ಮಾಹಿತಿ ಹುಡುಕುವ ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು. 

5. ಮೊದಲ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಯಶಸ್ಸು (1998 - 2011):

1998: ಐಸಾಕ್ ಚುವಾಂಗ್  ಮತ್ತು ಅವರ ತಂಡವು ಕೇವಲ ೨-ಕ್ಯೂಬಿಟ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಮೊದಲ ಕಾರ್ಯನಿರತ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಅನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದರು.

2011: ಕೆನಡಾದ D-Wave Systems ಕಂಪನಿಯು ವಿಶ್ವದ ಮೊದಲ ವಾಣಿಜ್ಯ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್  ' D-Wave One ' ಅನ್ನು ಮಾರುಕಟ್ಟೆಗೆ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಿತು. 

6. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಪ್ರಾಬಲ್ಯ (2019 ರಿಂದ ಇಂದಿನವರೆಗೆ):

2019: ಗೂಗಲ್ (Google) ತನ್ನ 'Sycamore' ಪ್ರೊಸೆಸರ್ ಮೂಲಕ 'ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸುಪ್ರಿಮಸಿ' (Quantum Supremacy) ಸಾಧಿಸಿದೆ ಎಂದು ಘೋಷಿಸಿತು. ಅಂದರೆ ಸಾಮಾನ್ಯ ಸೂಪರ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ೧೦,೦೦೦ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಮಾಡುವ ಕೆಲಸವನ್ನು ಇದು ಕೇವಲ ೨೦೦ ಸೆಕೆಂಡುಗಳಲ್ಲಿ ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸಿತು.

2023-2024: IBM ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರೋಸಾಫ್ಟ್‌ನಂತಹ ಕಂಪನಿಗಳು ಸಾವಿರಕ್ಕೂ ಹೆಚ್ಚು ಕ್ಯೂಬಿಟ್ಸ್ ಇರುವ ಪ್ರೊಸೆಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುತ್ತಿವೆ. 

 

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಏಕೆ ಬೇಕು?

ನಮ್ಮ ಇಂದಿನ ಸೂಪರ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ಕೆಲವು ಮಿತಿಗಳಿವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ:

ದೊಡ್ಡ ಸಂಖ್ಯೆಗಳ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ: ಸಾವಿರಾರು ಅಂಕಿಗಳಿರುವ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಬಿಡಿಸಲು ಇಂದಿನ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಮಯ ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಇದನ್ನು ನಿಮಿಷಗಳಲ್ಲಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಅಣುಗಳ ಸಂರಚನೆ (Molecular Simulation): ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿರುವ ಅಣುಗಳು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ನಿಯಮದಂತೆಯೇ ಇವೆ. ಅವುಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳೇ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಸಾಧನ. ಇದು ಹೊಸ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚು ದಕ್ಷತೆಯ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ನೆರವಾಗುತ್ತದೆ.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ನ ರಚನೆ

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ನೋಡಲು ನಮ್ಮ ಮನೆಯ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ತರಹ ಇರುವುದಿಲ್ಲ. ಇದು ಒಂದು ದೊಡ್ಡ 'ಶ್ಯಾಂಡಲಿಯರ್' (Chandelier - ತೂಗು ದೀಪ) ನಂತೆ ಕಾಣುತ್ತದೆ.

ಇದರ ಒಳಗಿನ ಚಿಪ್‌ಗಳನ್ನು ಅತ್ಯಂತ ತಂಪಾಗಿ ಇಡಲಾಗುತ್ತದೆ (ಸುಮಾರು -273 ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್).

ಇದು ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶದ ತಾಪಮಾನಕ್ಕಿಂತಲೂ ತಂಪಾಗಿರುತ್ತದೆ! ಏಕೆಂದರೆ ಸಣ್ಣ ಉಷ್ಣತೆ ಅಥವಾ ಶಬ್ದವಾದರೂ ಕ್ಯೂಬಿಟ್‌ಗಳ ಸ್ಥಿತಿ ಬದಲಾಗಿ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ತಪ್ಪಬಹುದು.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ರೀತಿ

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಎರಡು ತತ್ವಗಳ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ:

ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್ (Superposition): ಸಾಮಾನ್ಯ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಒಂದು ಸ್ವಿಚ್ ಆನ್ ಅಥವಾ ಆಫ್ ಮಾತ್ರ ಇರಲು ಸಾಧ್ಯ. ಆದರೆ ಕ್ವಿಟ್ ಒಂದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ 0 ಮತ್ತು 1 ಎರಡೂ ಆಗಿರಬಲ್ಲದು.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್‌ಮೆಂಟ್ (Quantum Entanglement): ಎರಡು ಕ್ವಿಟ್‌ಗಳು ಎಷ್ಟು ದೂರವಿದ್ದರೂ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ. ಒಂದರಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆಯಾದರೆ ಅದು ಇನ್ನೊಂದರ ಮೇಲೆಯೂ ತಕ್ಷಣ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. 

ಇದು ವಿಜ್ಞಾನದ ಅತ್ಯಂತ ವಿಚಿತ್ರ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯುತ ವಿದ್ಯಮಾನ. ಎರಡು ಕ್ವಿಟ್‌ಗಳನ್ನು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಬೆಸೆದಾಗ (Entangle), ಅವುಗಳ ನಡುವೆ ಒಂದು ಅದೃಶ್ಯ ಸಂಬಂಧ ಏರ್ಪಡುತ್ತದೆ.

ಒಂದು ಕ್ಯೂಬಿಟ್ (Qubit) ನಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆಯಾದರೆ, ಅದರ ಜೊತೆಗಾರ ಕ್ಯೂಬಿಟ್ (Qubit) ವಿಶ್ವದ ಯಾವುದೇ ಮೂಲೆಯಲ್ಲಿದ್ದರೂ ತಕ್ಷಣವೇ ಸ್ಪಂದಿಸುತ್ತದೆ.

ಐನ್‌ಸ್ಟೈನ್ ಅವರು ಇದನ್ನು "Spooky action at a distance" ಎಂದು ಕರೆದಿದ್ದರು. ಈ ಗುಣದಿಂದಾಗಿ ಡೇಟಾ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮತ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣೆ ಅತಿ ವೇಗವಾಗಿ ನಡೆಯುತ್ತದೆ.

 ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ನ  ವೇಗ

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳ ವೇಗವು ಸಾಮಾನ್ಯ ಸೂಪರ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳಿಗಿಂತ ಲಕ್ಷಾಂತರ ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿರಬಹುದು. ಇವುಗಳ ವೇಗವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ 'ಕ್ಯೂಬಿಟ್ಸ್' (Qubits) ಗಳ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿದೆ. 

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ನ ವೇಗದ ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶಗಳು ಇಲ್ಲಿವೆ:

ಘಾತೀಯ ವೇಗ (Exponential Speed): ಸಾಮಾನ್ಯ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳು ಒಂದೊಂದಾಗಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡಿದರೆ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳು 'ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್' (Superposition) ಗುಣದಿಂದಾಗಿ ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಬಲ್ಲವು.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸುಪ್ರೀಮಸಿ (Quantum Supremacy): 2019ರಲ್ಲಿ ಗೂಗಲ್‌ನ 'ಸೈಕಾಮೋರ್' (Sycamore) ಪ್ರೊಸೆಸರ್ ಕೇವಲ 200 ಸೆಕೆಂಡುಗಳಲ್ಲಿ ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸಿದ ಲೆಕ್ಕವನ್ನು ಮಾಡಲು ವಿಶ್ವದ ಅತ್ಯಂತ ವೇಗದ ಸೂಪರ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗೆ ಸುಮಾರು 10,000 ವರ್ಷಗಳು ಬೇಕಾಗಬಹುದು ಎಂದು ಅಂದಾಜಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಉದಾಹರಣೆ: ಇತ್ತೀಚಿನ ಒಂದು ಪರೀಕ್ಷೆಯಲ್ಲಿ, ಅಂದಿನ ಅತ್ಯಂತ ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ 47 ನಿಮಿಷ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಕೆಲಸವನ್ನು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಕೇವಲ 6 ಸೆಕೆಂಡುಗಳಲ್ಲಿ ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸಿದೆ.

ಅಳತೆಗೋಲು: ಇವುಗಳ ವೇಗವನ್ನು ಅಳೆಯಲು CLOPS (Circuit Layer Operations Per Second) ಅಥವಾ RQOPS (Reliable Quantum Operations Per Second) ನಂತಹ ಹೊಸ ಮಾನದಂಡಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳು ಉಪಯೋಗಗಳು

 1. ಔಷಧ ಮತ್ತು ವೈದ್ಯಕೀಯ ಸಂಶೋಧನೆ: ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳು ಅಣುಗಳ (Molecules) ನಡುವಿನ ಸಂಕೀರ್ಣ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಬಲ್ಲವು. ಇದು ಹೊಸ ಔಷಧಿಗಳ ತಯಾರಿಕೆ, ಲಸಿಕೆಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾನ್ಸರ್‌ನಂತಹ ಕಾಯಿಲೆಗಳಿಗೆ ವೈಯಕ್ತಿಕ ಚಿಕಿತ್ಸೆ (Personalized Medicine) ನೀಡಲು ಸಹಕಾರಿ.

2. ಸೈಬರ್ ಭದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಗೂಢಲಿಪಿ ಶಾಸ್ತ್ರ (Cryptography): ಇಂದಿನ ಬಹುತೇಕ ಇಂಟರ್ನೆಟ್ ಸುರಕ್ಷತಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು (Encryption) ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳು ಸುಲಭವಾಗಿ ಭೇದಿಸಬಲ್ಲವು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಸುರಕ್ಷಿತವಾದ 'ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸುರಕ್ಷಿತ ಸಂವಹನ' ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಇವು ಬಳಕೆಯಾಗಲಿವೆ.

3. ಹಣಕಾಸು ಮತ್ತು ಹೂಡಿಕೆ (Finance): ಷೇರು ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿನ ಅಪಾಯಗಳನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು (Risk Analysis) ಮತ್ತು ಹೂಡಿಕೆದಾರರಿಗೆ ಗರಿಷ್ಠ ಲಾಭ ತಂದುಕೊಡುವ ಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು (Portfolio Optimization) ಇವು ಅತ್ಯಂತ ಉಪಯುಕ್ತ.

4. ಹವಾಮಾನ ಮುನ್ಸೂಚನೆ: ಹವಾಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಗಳು ಅತ್ಯಂತ ಕ್ಲಿಷ್ಟಕರವಾದ ದತ್ತಾಂಶಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳು ಚಂಡಮಾರುತ, ಮಳೆ ಮತ್ತು ಜಾಗತಿಕ ತಾಪಮಾನದ ಬಗ್ಗೆ ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾದ ಮುನ್ಸೂಚನೆ ನೀಡಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತವೆ.

5. ಕೃತಕ ಬುದ್ಧಿಮತ್ತೆ (AI): ಕೃತಕ ಬುದ್ಧಿಮತ್ತೆಯ ಕಲಿಕಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು (Machine Learning) ಇದು ಲಕ್ಷಾಂತರ ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಲ್ಲದು, ಇದರಿಂದ ಯಂತ್ರಗಳು ಮನುಷ್ಯರಿಗಿಂತಲೂ ವೇಗವಾಗಿ ಮತ್ತು ಚುರುಕಾಗಿ ನಿರ್ಧಾರಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಬಲ್ಲವು.

6. ಸಾರಿಗೆ ಮತ್ತು ಲಾಜಿಸ್ಟಿಕ್ಸ್: ವಿಮಾನಗಳ ಹಾರಾಟದ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸಲು, ಟ್ರಾಫಿಕ್ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಮತ್ತು ಇಂಧನ ಉಳಿತಾಯ ಮಾಡಲು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

7. ಹೊಸ ವಸ್ತುಗಳ ಆವಿಷ್ಕಾರ (Materials Science): ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ತಯಾರಿಕೆ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಕಾರುಗಳಿಗಾಗಿ) ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಅಣುಗಳ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಸಂಶೋಧನೆ ನಡೆಸಲು ಇವು ಬಳಕೆಯಾಗುತ್ತವೆ.

 ಉಪಸಂಹಾರ:
ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಎಂಬುದು "ಭವಿಷ್ಯದ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಬೆನ್ನೆಲುಬು". ಇದು ಮಾನವನ ಬುದ್ಧಿಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ತಾಂತ್ರಿಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಸ ಎತ್ತರಕ್ಕೆ ಕೊಂಡೊಯ್ಯುವುದರಲ್ಲಿ ಸಂಶಯವಿಲ್ಲ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಕೇವಲ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳ ವೇಗವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು ಮಾತ್ರವಲ್ಲದೆ, ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಭವಿಷ್ಯವನ್ನೇ ಬದಲಿಸುವ ಶಕ್ತಿ ಹೊಂದಿದೆ.

  

ಇದಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ IBM Quantum Roadmap ಅಥವಾ Wikipedia - Timeline of Quantum Computing ನಲ್ಲಿ ಇನ್ನಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಾಹಿತಿ ಪಡೆಯಬಹುದು