Quantum Computer 2024

एक दिलचस्प उपकरण जिसे Quantum Computer के नाम से जाना जाता है, गणना करने के लिए क्वांटम भौतिकी के विचारों का उपयोग करता है। क्यूबिट्स का उपयोग बिट्स (या तो 0 या 1) के विपरीत क्वांटम कंप्यूटरों द्वारा किया जाता है, जिनका उपयोग शास्त्रीय कंप्यूटरों द्वारा किया जाता है। यहां क्वांटम कंप्यूटिंग के संबंध में कुछ आवश्यक विवरण दिए गए हैं।

1. Qubits Quantum Computer

क्वांटम कंप्यूटिंग में सूचना की मूल इकाई Qubit है। शास्त्रीय बिट्स के विपरीत, जो केवल 0 या 1 हो सकता है, एक क्विट एक साथ दोनों राज्यों के सुपरपोजिशन में मौजूद हो सकता है। जब मापा जाता है, तो एक क्यूबिट एक संभाव्य आउटपुट उत्पन्न करता है, जिससे क्वांटम कंप्यूटर स्वाभाविक रूप से नॉनडेटर्मिनिस्टिक (Nondeterministic) बन जाते हैं।

2. Quantum Superposition and Entanglement Quantum Computer

क्वांटम कंप्यूटर सुपरपोज़िशन (Superposition)और एंटैंगलमेंट (Entanglement) जैसी घटनाओं का लाभ उठाते हैं। सुपरपोज़िशन क्वैबिट को एक साथ कई अवस्थाओं में मौजूद रहने की अनुमति देता है, जबकि उलझाव बड़ी दूरी से अलग होने पर भी क्वैबिट के व्यवहार को जोड़ता है।

3. Quantum Algorithms

Quantum Algorithms को डिजाइन करने में ऐसी प्रक्रियाएं बनाना शामिल है जो क्वांटम कंप्यूटर को कुशलतापूर्वक गणना करने की अनुमति देती हैं। कुछ क्वांटम एल्गोरिदम विशिष्ट कार्यों को शास्त्रीय एल्गोरिदम की तुलना में तेजी से हल कर सकते हैं।

4. Challenges

भौतिक रूप से उच्च-गुणवत्ता वाली क्वैबिट की इंजीनियरिंग करना कठिन है। यदि एक क्वबिट को उसके परिवेश से ठीक से अलग नहीं किया गया है, तो यह क्वांटम Decoherence से ग्रस्त है, जो गणना में शोर का कारण बनता है।

आवश्यक गतिविधियों (प्रारंभिकरण, इंटरैक्शन और माप) के साथ अलगाव को संतुलित करना महत्वपूर्ण है।

5. Applications Quantum Computer

जबकि क्वांटम प्रौद्योगिकी की वर्तमान स्थिति काफी हद तक प्रायोगिक है, एक बड़े पैमाने का क्वांटम कंप्यूटर व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली Applications योजनाओं को तोड़ सकता है और भौतिक सिमुलेशन करने में सहायता कर सकता है।

हालाँकि, स्केलेबल क्वांटम कंप्यूटर सभी व्यावहारिक कार्यों के लिए लाभ का वादा नहीं करते हैं।

What are some quantum algorithms?

यहां कुछ उल्लेखनीय क्वांटम एल्गोरिदम हैं।

1. Grover’s Algorithm Quantum Computer

1996 में Lov Grover’s द्वारा डिज़ाइन किया गया, इस एल्गोरिदम का लक्ष्य O(√N) समय में N आइटमों का एक अवर्गीकृत डेटाबेस को खोजना है। यह शास्त्रीय खोज एल्गोरिदम की तुलना में द्विघात गति प्रदान करता है।

2. Shor’s Algorithm

1994 में पीटर शोर द्वारा प्रस्तावित, यह एल्गोरिदम कुशलतापूर्वक बड़े पूर्णांकों को उनके अभाज्य गुणनखंडों में गुणनखंडित करता है। शास्त्रीय एल्गोरिदम पर इसकी घातीय गति शास्त्रीय सार्वजनिक-कुंजी क्रिप्टोग्राफी (उदाहरण के लिए, RSA) के लिए खतरा पैदा करती है।

3. Quantum Phase Estimation (QPE)

QPE विभिन्न क्वांटम एल्गोरिदम में उपयोग किया जाने वाला एक मौलिक Subroutine है। यह एकात्मक संचालक के चरण का अनुमान लगाता है और शोर के एल्गोरिदम में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

4. Quantum Fourier Transform (QFT)

QFT पारंपरिक असतत Fourier रूपांतरण के बराबर क्वांटम है। यह शोर के एल्गोरिदम और अन्य क्वांटम एल्गोरिदम के लिए आधार के रूप में कार्य करता है।

5. Quantum Amplitude Amplification

यह तकनीक सुपरपोज़िशन में एक विशिष्ट स्थिति के आयाम को बढ़ाती है। ग्रोवर का एल्गोरिदम इसका उपयोग अवर्गीकृत सूची में चिह्नित आइटम को खोजने के लिए करता है।

6. HHL Algorithm (Harrow-Hassidim-Lloyd)

HHL शास्त्रीय तरीकों की तुलना में घातीय गति के साथ समीकरणों की रैखिक प्रणालियों को हल करता है। इसमें क्वांटम सिस्टम और अनुकूलन समस्याओं के अनुकरण में अनुप्रयोग हैं।

7. Variational Quantum Eigensolver (VQE) Computer

VQE एक Hybrid Quantum-Classical एल्गोरिदम है जिसका उपयोग क्वांटम Hamiltonian के अनुमानित Eigenvalue को खोजने के लिए किया जाता है।

यह क्वांटम रसायन विज्ञान सिमुलेशन के लिए मूल्यवान है।

8. Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA)

QAOA को Combinatorial Optimization समस्याओं को हल करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

यह क्वांटम सर्किट के साथ शास्त्रीय अनुकूलन को जोड़ता है।

9. Quantum Walks Quantum Computer

Classical Random Walk से प्रेरित होकर, क्वांटम वॉक ग्राफ संरचनाओं का कुशलतापूर्वक पता लगाता है।

उनके पास खोज एल्गोरिदम और क्वांटम सिमुलेशन में अनुप्रयोग हैं।

10. Adiabatic Quantum Computing

यद्यपि यह एक एल्गोरिथ्म नहीं है, रुद्धोष्म क्वांटम कंप्यूटिंग किसी दिए गए Hamiltonian की जमीनी स्थिति को निर्धारित करना चाहता है। D-Wave क्वांटम Annealer इस विधि का एक उदाहरण है।

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