लाइट केजेज क्वांटम कंप्यूटिंग की मेमोरी समस्या का समाधान कर सकते हैं

बॉटलनेक: क्यों क्वांटम कंप्यूटिंग को नई मेमोरी की आवश्यकता है

एक क्वांटम कंप्यूटर को उपयोग में लाने के लिए, चाहे नियमित रूप से न हो, लेकिन कम से कम विश्वसनीय रूप से, इसे सिलिकॉन अर्धचालकों द्वारा किए जाने वाले अधिकांश कार्यों को क्वांटम‑संगत घटकों के साथ दोहराना होगा: केवल गणना (प्रोसेसर/चिप्स) ही नहीं, बल्कि नेटवर्किंग और मेमोरी भी।

नेटवर्किंग में प्रगति हो रही है। हमने QNodeOS के रिलीज़ को देखा है, एक ऑपरेटिंग सिस्टम क्वांटम नेटवर्किंग के लिए समर्पित, साथ ही बड़े पैमाने पर निर्मित फोटोनिक चिप्स, एर्बियम नैनोफोटोनिक एम्प्लिफायर, और पारंपरिक ऑप्टिकल फाइबर नेटवर्क का उपयोग करके क्वांटम टेलीपोर्टेशन।

लेकिन मेमोरी अधिक कठिन रही है, हालांकि ध्वनि तरंगें एक प्रकार का हाइब्रिड समाधान प्रदान कर सकती हैं स्थिरता की समस्या को हल करने के लिए।

यह कठिनाई इसलिए उत्पन्न होती है क्योंकि क्यूबिट अत्यधिक अस्थिर होते हैं, जिन्हें सुपरकंडक्टिंग सामग्री, पर्यावरणीय हस्तक्षेप से पूर्ण अलगाव, और अल्ट्रा‑कोल्ड तापमान की आवश्यकता होती है।

नेटवर्किंग कुछ हद तक मेमोरी की कमी को कम कर सकती है, क्लस्टर में अन्य भौतिक क्यूबिट्स को जानकारी अग्रेषित करके, लेकिन यह विकल्प केवल सीमित स्तर तक ही मदद कर सकता है। अंततः, जटिल गणनाओं को क्वांटम मानकों के अनुसार लंबी‑स्थायी मेमोरी सिस्टम की आवश्यकता होगी जो क्वांटम डेटा को विश्वसनीय रूप से रख सके।

यह ठीक वही है जो जर्मनी में Humboldt‑Universität zu Berlin, University of Stuttgart, और Leibniz Institute of Photonic Technology के शोधकर्ताओं ने हासिल किया प्रतीत होता है।

उन्होंने एक नैनोस्कोपिक “लाइट केज” बनाया जो क्वांटम डेटा को अभूतपूर्व अवधि तक रख सकता है। उन्होंने अपने निष्कर्ष वैज्ञानिक जर्नल Light: Science & Applications¹ में प्रकाशित किए, शीर्षक “Light storage in light cages: a scalable platform for multiplexed quantum memories” के तहत।

नैनोस्कोपिक “लाइट केजेज” क्या हैं?

क्वांटम मेमोरी उन घटकों को कहा जाता है जो क्वांटम जानकारी (क्यूबिट) को संपूर्ण रूप से संग्रहीत और संरक्षित कर सकते हैं।

व्यवहार में, यह RAM की तरह कार्य करता है: दीर्घकालिक डेटा संग्रहण के लिए नहीं, बल्कि गणना प्रक्रिया के अगले चरण के लिए डेटा को सुलभ रखने के लिए।

यह तीन क्रमिक चरणों की आवश्यकता रखता है:

1. क्वांटम स्थिति को कैप्चर करना।
2. इस स्थिति को अस्थिर क्यूबिट्स की तुलना में अधिक स्थिर स्वरूप में संग्रहीत करना।
3. आगे की प्रोसेसिंग के लिए डेटा को पुनः प्राप्त करना।

3D‑प्रिंटेड लाइट केजेज कैसे काम करते हैं

जर्मन शोधकर्ताओं के काम की नींव “लाइट केज” है। ये नैनोस्कोपिक संरचनाएँ प्रकाश को उसके क्वांटम गुणों को खोए बिना रोकने के लिए डिज़ाइन की गई हैं।

स्रोत: Light

इस विशेष मामले में, उन्होंने खाली‑कोर वेवगाइड्स का उपयोग किया जिसमें सीज़ियम परमाणुओं का परमाणु वाष्प भरा हुआ था।

संरचनाएँ स्वयं नैनोप्रिंटिंग तकनीक से बनाई गईं, विशेष रूप से दो‑फोटॉन पॉलीमराइज़ेशन लिथोग्राफी के साथ व्यावसायिक 3D प्रिंटिंग सिस्टम का उपयोग करके।

प्रतिक्रियाशील सीज़ियम वातावरण में दीर्घकालिक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, संरचनाओं को एक सुरक्षात्मक परत से कोट किया गया, जिससे पाँच वर्षों के संचालन के बाद भी कोई क्षरण नहीं देखा गया।

स्रोत: Light

पारंपरिक क्वांटम मेमोरी की तुलना में लाभ

यह डिज़ाइन पहले के प्रयासों की तुलना में अनोखे लाभ प्रदान करता है।

पहले, ये नैनोप्रिंटेड संरचनाएँ सीज़ियम परमाणुओं के तेज़ प्रसार की अनुमति देती हैं। इससे कोर को परमाणु वाष्प से भरने में महीनों की बजाय केवल कुछ दिन लगते हैं, जबकि उत्कृष्ट ऑप्टिकल फ़ील्ड कन्फाइनमेंट बना रहता है।

दूसरा, डिज़ाइन कोर क्षेत्रों तक अनूठी साइड‑वाइस पहुँच प्रदान करता है, जिससे आवश्यक होने पर क्वांटम डेटा को पुनः प्राप्त करना आसान हो जाता है।

“हमने एक मार्गदर्शक संरचना बनाई है जो गैसों और तरल पदार्थों को उसके कोर के भीतर तेज़ी से प्रसारित करने देती है, 3D‑नैनोप्रिंटिंग प्रक्रिया द्वारा प्रदान की गई बहुमुखी प्रतिभा और पुनरुत्पादनशीलता के साथ।

यह इस प्लेटफ़ॉर्म की वास्तविक स्केलेबिलिटी को सक्षम करता है, न केवल वेवगाइड्स के इंट्रा‑चिप निर्माण के लिए बल्कि इंटर‑चिप के लिए भी, जिससे समान प्रदर्शन वाले कई चिप्स का उत्पादन संभव हो जाता है।”

यह स्केलेबिलिटी इसे औद्योगिक वाणिज्यिक चरण तक पहुँचाना बहुत आसान बनाती है। यह एक ही चिप पर कई लाइट केजेज़ की अनुमति देती है, जिससे क्वांटम प्रोसेसर की कुल मेमोरी क्षमता बढ़ती है। एकल चिप के भीतर विविधताएँ 2 नैनोमीटर से कम रखी गईं, जबकि चिप्स के बीच अंतर 15 नैनोमीटर से कम रहा।

क्योंकि विभिन्न लाइट केजेज़ के बीच संग्रहण प्रदर्शन न्यूनतम और सुसंगत है, यह डिज़ाइन इंजीनियरों के लिए विश्वसनीय अपेक्षाएँ उत्पन्न करता है।

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एक और बड़ा बदलाव यह है कि लाइट केज मेमोरी कमरे के तापमान के थोड़ा ऊपर कार्य करती है और क्रायोजेनिक कूलिंग की आवश्यकता नहीं होती। यह न केवल अधिक विश्वसनीय बनाती है, बल्कि काफी अधिक किफायती भी है।

लाइट केजेज डेटा कितनी देर तक संग्रहीत कर सकते हैं?

लाइट केजेज़ मार्गदर्शित प्रकाश पल्सेज़ को सामूहिक परमाणु उत्तेजनाओं में अत्यधिक कुशल रूप से परिवर्तित करने में सक्षम बनाते हैं। एक ऑप्टिकल नियंत्रण लेज़र फिर मांग पर प्रकाश को रिलीज़ कर सकता है, जिससे डेटा को आगे की क्वांटम गणनाओं के लिए पुनः प्राप्त किया जा सकता है।

शोध टीम ने केवल कुछ फ़ोटॉनों वाले क्षीणित प्रकाश पल्सेज़ को कई सौ नैनोसेकंड की अवधि तक सफलतापूर्वक संग्रहीत किया।

स्रोत: Light

हालांकि यह समयावधि छोटी लग सकती है, क्वांटम नेटवर्किंग और फोटोनिक‑मेमोरी के संदर्भ में यह एक असामान्य रूप से लंबी और स्थिर संग्रहण अवधि का प्रतिनिधित्व करती है, विशेष रूप से कमरे‑तापमान‑संगत प्रणालियों के लिए।

ऑप्टिकल मेमोरी के साथ क्वांटम नेटवर्क्स का स्केलेबिलिटी

जब तक अब तक नेटवर्क्स ने मेमोरी की कमी को कुछ हद तक पूरा किया है, विश्वसनीय मेमोरी उलट दिशा में अधिक जटिल नेटवर्क्स बनाने में मदद कर सकती है।

विश्वसनीय संग्रहण बनाकर, क्वांटम मेमोरी रिपीटर नोड्स के रूप में कार्य कर सकती है, जिससे क्वांटम नेटवर्क की विश्वसनीयता और रेंज में उल्लेखनीय वृद्धि होती है। यह कई क्वांटम चिप्स को एक सुपर‑कंप्यूटर में नेटवर्क करने और भौतिक रूप से दूरस्थ क्वांटम कंप्यूटर्स को जोड़ने की दिशा में एक बड़ा कदम है।

निष्कर्ष

क्वांटम कंप्यूटिंग ने पिछले कुछ वर्षों में भारी प्रगति की है, नेटवर्किंग और बड़े, स्केलेबल क्वांटम चिप्स के विकास के साथ। एक पूर्ण‑स्तरीय क्वांटम कंप्यूटर या बड़े‑पैमाने के क्वांटम नेटवर्क के लिए अभाव वाला कड़ी विश्वसनीय मेमोरी घटक था।

इन उन्नत लाइट केजेज़ का उपयोग ठीक वही कुंजी हो सकता है जो क्वांटम कंप्यूटिंग के विकास को तेज़ करेगा, क्योंकि उनका निर्माण प्रक्रिया सस्ती और विश्वसनीय है।

अगला कदम संभवतः मौजूदा क्वांटम चिप्स के साथ व्यावहारिक परीक्षण और निर्माण प्रक्रिया का अनुकूलन होगा, ताकि इसे अर्धचालक फाउंड्री की मानक प्रथाओं में एकीकृत किया जा सके।

क्वांटम कंप्यूटिंग में निवेश

Honeywell / Quantinuum (HON)

Quantinuum Honeywell Quantum Solutions और Cambridge Quantum के विलय का परिणाम है।

Honeywell कंपनी का प्रमुख शेयरधारक बना हुआ है (संभवतः 52% स्वामित्व) 10 बिलियन डॉलर के प्री‑मनी इक्विटी मूल्यांकन के साथ एक फंडरेज़िंग राउंड के बाद। संस्थापक Ilyas Khan के पास कंपनी का लगभग 20% हिस्सा है। अन्य शेयरधारकों में JSR Corporation, Mitsui, Amgen (AMGN ), IBM, और JP Morgan शामिल हैं।

Quantinuum का संभावित IPO, संभवतः बड़े कॉर्पोरेट पुनर्संरचना के हिस्से के रूप में, विश्लेषकों द्वारा 20 बिलियन डॉलर तक के मूल्यांकन के रूप में अनुमानित और 2026 और 2027 के बीच होने की संभावना है।

क्वांटम कंप्यूटिंग Honeywell के मुख्य व्यवसाय का केंद्र नहीं है, जो अधिकतर एयरोस्पेस, ऑटोमेशन, और विशेष रसायन एवं सामग्री पर केंद्रित है।

इनमें से प्रत्येक डोमेन क्वांटम कंप्यूटिंग से लाभान्वित हो सकता है, विशेष रूप से कम्प्यूटेशनल केमिस्ट्री और क्वांटम साइबरसिक्योरिटी, जिससे Honeywell को अपने प्रतिस्पर्धियों पर लाभ मिल सकता है।

कंपनी का वर्तमान मुख्य मॉडल Helios, H2 का उत्तराधिकारी, और “दुनिया का सबसे सटीक क्वांटम कंप्यूटर” है। इसमें 98 पूरी तरह से जुड़े भौतिक क्यूबिट्स हैं, सिंगल‑क्यूबिट गेट फ़िडेलिटी 99.9975% और दो‑क्यूबिट गेट फ़िडेलिटी 99.921% सभी क्यूबिट जोड़ों में।

हमने Helios का उपयोग करके उच्च‑तापमान सुपरकंडक्टिविटी और क्वांटम मैग्नेटिज्म में बड़े‑पैमाने के सिमुलेशन किए—दोनों के स्पष्ट मार्ग वास्तविक‑विश्व उद्योग अनुप्रयोगों की ओर हैं।

कंपनी ने “fault‑tolerant quantum computing” के बजाय “बेहतर क्यूबिट्स, बेहतर परिणाम” पर ध्यान केंद्रित किया है, जिससे समान संख्या के क्यूबिट्स 100‑1,000 गुना अधिक विश्वसनीय परिणाम देते हैं।

स्रोत: Quantinuum

यह त्वरित‑परिवर्तनीय क्वांटम‑रिजिस्टेंट क्रिप्टोग्राफी में उल्लेखनीय अंतर ला सकता है। रक्षा कंपनी Thales (HO.PA -0.96%) पहले से ही Quantinuum के साथ सहयोग कर रही है, जैसे अंतरराष्ट्रीय बैंक HSBC और JP Morgan भी।

Quantinuum अपना स्वामित्व वाला क्वांटम कम्प्यूटेशनल केमिस्ट्री InQuanto भी प्रदान करता है, जो फ़ार्मास्यूटिकल्स, मैटेरियल साइंसेज़, रसायन, ऊर्जा, और एयरोस्पेस अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी है।

कई अन्य क्वांटम कंप्यूटिंग कंपनियों की तरह, Quantinuum Helios को “hardware‑as‑a‑service” के रूप में पेश करता है, जिससे उपयोगकर्ता स्वयं सिस्टम चलाने की जटिलता से बचते हुए क्वांटम कंप्यूटिंग का लाभ उठा सकते हैं।

Quantinuum ने नवंबर 2024 में जर्मन Infineon के साथ साझेदारी की घोषणा की, जो यूरोप का सबसे बड़ा सेमीकंडक्टर निर्माता है। Infineon अपनी इंटीग्रेटेड फोटोनिक्स और कंट्रोल इलेक्ट्रॉनिक्स तकनीक लाएगा ताकि अगली पीढ़ी के ट्रैप्ड‑आयन क्वांटम कंप्यूटर्स बनाए जा सकें।

जैसे-जैसे इंटीग्रेटेड फोटोनिक्स व्यावहारिक उपयोग मामलों के करीब पहुँच रहा है, यह साझेदारी Quantinuum के भविष्य के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण प्रतीत होती है। इस बिंदु पर, कंपनी का अगला कदम विश्व का पहला AI‑केंद्रित फोटोनिक‑क्वांटम चिप जारी करना हो सकता है।

आने वाले महीनों में, Quantinuum चल रही सहयोगों के परिणाम साझा करेगा, जो जेनरेटिव AI में क्वांटम‑ड्रिवेन प्रगति की संभावनाओं को उजागर करेंगे।

नवीन Gen QAI क्षमता मेटैलिक ऑर्गेनिक फ्रेमवर्क्स को ड्रग डिलीवरी के लिए तेज़ और व्यक्तिगत उपचार विकल्पों के रूप में उपयोग को बढ़ाएगी, जिसके विवरण Helios के लॉन्च पर उजागर किए जाएंगे।

Quantinuum Announces Generative Quantum AI Breakthrough with Massive Commercial Potential

अधिक चल रहे उपयोग मामलों से कंपनी के भविष्य के मूल्य में काफी वृद्धि हो सकती है, और इस प्रकार Honeywell के हिस्से में भी।

Generative Quantum AI: AI की पूरी क्षमता को अनलॉक करना

(आप रिपोर्ट में Honeywell की ऑटोमेशन, एयरोस्पेस, और उन्नत सामग्री में बाकी औद्योगिक गतिविधियों के बारे में अधिक पढ़ सकते हैं।)

नवीनतम Honeywell (HON) स्टॉक समाचार और विकास

संदर्भित अध्ययन

^{1. Gómez‑López, E., Ritter, D., Kim, J. et al. Light storage in light cages: a scalable platform for multiplexed quantum memories. Light Sci Appl 15, 13 (2026). https://doi.org/10.1038/s41377-025-02085-5}