उन्नत सुपरकंडक्टिंग तकनीक के साथ क्वांटम कंप्यूटिंग में बड़ी प्रगति

एक उभरती हुई तकनीक, क्वांटम कंप्यूटिंग क्वांटम तंत्र के नियमों का उपयोग करके जटिल समस्याओं को हल करती है जो पारंपरिक कंप्यूटरों की क्षमता से परे हैं। 

ये क्वांटम कंप्यूटर जानकारी को क्यूबिट्स (या क्वांटम बिट्स) में संग्रहीत करते हैं। क्लासिकल बिट्स के विपरीत, ये क्यूबिट्स 0 और 1 की द्विआधारी स्थिति से परे मौजूद रह सकते हैं और इस प्रकार गणनाएँ बहुत तेज़ी से कर सकते हैं। 

इसके अलावा, ये क्यूबिट्स विभिन्न रूपों में आते हैं, जैसे ट्रैप्ड-आयन क्यूबिट्स, जो आवेशित आयन या परमाणुओं का उपयोग करते हैं; फोटोनिक क्यूबिट्स, जो प्रकाश कणों का उपयोग करते हैं; और सुपरकंडक्टिंग क्यूबिट्स, जो एक सर्किट लूप होते हैं जिनमें विद्युत धारा प्रवाहित होती है।

‘सॉलिड-स्टेट’ क्वांटम कंप्यूटेशन का हिस्सा, सुपरकंडक्टिंग क्यूबिट्स को पहली बार 1999 में प्रदर्शित किया गया था। तब से, वे क्यूबिट तकनीक के प्रमुख रूपों में से एक बन गए हैं, जो ऊर्जा ह्रास में कमी, कम प्रतिरोध, डिकोहेरेंस में कमी, स्केलेबल क्वांटम सर्किट, उच्च गति क्यूबिट संचालन, स्थिर क्यूबिट स्थितियों, उच्च-विश्वसनीयता क्यूबिट नियंत्रण, और त्रुटि सुधार जैसी लाभ प्रदान करते हैं।

पिछले दशक में, सुपरकंडक्टिंग क्वांटम कंप्यूटिंग कार्यात्मक क्वांटम कंप्यूटर बनाने के लिए एक लोकप्रिय विकल्प बन गया है, और चल रहे अनुसंधान हमें उन्हें वास्तविकता के करीब ले जा रहे हैं।

सुपरकंडक्टर सामग्री में नवीनतम प्रगति

इस सप्ताह ही, शोधकर्ताओं की एक टीम ने साइंस एडवांसेज़ में क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए एक नई सुपरकंडक्टर सामग्री के विकास पर एक अध्ययन प्रकाशित किया।

नई सुपरकंडक्टर सामग्री एक “टोपोलॉजिकल सुपरकंडक्टर” की उम्मीदवार है, जो एक प्रकार है जो क्वांटम जानकारी ले जाने और डेटा प्रोसेस करने के लिए छिद्र या इलेक्ट्रॉन की डेलोकलाइज़्ड स्थिति का उपयोग करता है।

कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी पेंग वेई ने एक शोध टीम का नेतृत्व किया, जिसने त्रिकोणीय टेल्यूरियम, एक गैर-चुंबकीय सामग्री जिसे उसके प्रतिबिंबित रूप पर सुपरइम्पोज़ नहीं किया जा सकता, को सोने की पतली फिल्म की सतह पर उत्पन्न सतह-स्थिति सुपरकंडक्टर के साथ मिलाया।

इस संयोजन ने उन्नत स्पिन ध्रुवीकरण के साथ एक 2D इंटरफ़ेस सुपरकंडक्टर बनाया, जिससे उत्तेजनाओं को संभावित रूप से एक स्थिर स्पिन क्यूबिट बनाने के लिए उपयोग किया जा सकता है। यह क्रांतिकारी सुपरकंडक्टर सामग्री क्वांटम कंप्यूटिंग घटकों की स्केलेबिलिटी और विश्वसनीयता में क्रांति लाने की क्षमता रखती है। 

“चिरल सामग्री और सोने के बीच बहुत साफ़ इंटरफ़ेस बनाकर, हमने एक द्वि-आयामी इंटरफ़ेस सुपरकंडक्टर विकसित किया। इंटरफ़ेस सुपरकंडक्टर अनोखा है क्योंकि यह ऐसे वातावरण में रहता है जहाँ स्पिन की ऊर्जा पारंपरिक सुपरकंडक्टर्स की तुलना में छह गुना अधिक बढ़ी हुई होती है।”

– वेई, भौतिकी और खगोल विज्ञान के सहायक प्रोफेसर

एक चुंबकीय क्षेत्र के तहत, सामग्री में आगे एक संक्रमण देखा गया, जो इसे ट्रिपलेट सुपरकंडक्टर के रूप में उपयोग का संकेत देता है, जिससे अधिक मजबूत क्वांटम कंप्यूटिंग घटक बन सकते हैं। यह मूलतः उच्च चुंबकीय क्षेत्र में कम चुंबकीय क्षेत्र की तुलना में अधिक मजबूत हो गया। 

इसके अलावा, साफ़ इंटरफ़ेस के लिए गैर-चुंबकीय सामग्री का उपयोग करके, यह नई तकनीक स्वाभाविक रूप से डिकोहेरेंस के स्रोतों को दबाती है, जो क्वांटम कंप्यूटिंग में एक चुनौती है।

शोधकर्ताओं ने यह भी प्रदर्शित किया कि सुपरकंडक्टर को उच्च-गुणवत्ता वाले कम-हानि वाले माइक्रोवेव रेज़ोनेटर में बदला जा सकता है, जो क्वांटम कंप्यूटिंग के महत्वपूर्ण घटक हैं। इस प्रकार, यह कम-हानि वाले सुपरकंडक्टिंग क्यूबिट्स की ओर ले जा सकता है। 

क्यूबिट प्रणाली में डिकोहेरेंस या क्वांटम जानकारी के नुकसान को कम करना क्वांटम कंप्यूटिंग में सबसे बड़ी चुनौती है, इस शोध से अधिक स्केलेबल और विश्वसनीय क्वांटम कंप्यूटिंग घटकों के विकास में मदद मिल सकती है। वेई के अनुसार:

“हमने यह उन सामग्रियों का उपयोग करके हासिल किया है जो क्वांटम कंप्यूटिंग उद्योग में सामान्यतः उपयोग की जाने वाली सामग्रियों से एक क्रम magnitude पतली हैं।”

इन माइक्रोवेव रेज़ोनेटरों का गुणवत्ता कारक 1 मिलियन तक पहुँचता है।

इससे एक सप्ताह पहले, यूसीएलए-नेतृत्व वाली टीम ने भी एक अध्ययन प्रकाशित किया जिसमें नई सामग्री प्रस्तुत की गई जो क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए आशाजनक दिखती है। 

यह सामग्री सामान्य से बहुत अधिक चुंबकीय क्षेत्रों में भी अपनी सुपरकंडक्टिंग विशेषताएँ बनाए रखती है और सुपरकंडक्टिंग डायोड प्रभाव प्रदर्शित करती है। यह प्रभाव, जो एक दिशा में अधिक धारा प्रवाहित करने की अनुमति देता है, आमतौर पर चिरल सुपरकंडक्टर्स में देखा जाता है और पारंपरिक सुपरकंडक्टर्स में बहुत कम देखा जाता है।

एक पारंपरिक सुपरकंडक्टर में चिरल व्यवहार उत्पन्न करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक चिरल आणविक परत और 2D सामग्री टैंटालम डिसल्फाइड (TaS2) के साथ एक परतदार संरचना बनाई।

इस अध्ययन ने क्वांटम कंप्यूटिंग की दक्षता और स्थिरता को बढ़ाने तथा पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक्स को तेज़ और अधिक ऊर्जा-कुशल बनाने की संभावनाओं को प्रदर्शित किया।

क्यूबिट नियंत्रण और स्केलेबिलिटी में नवाचार

क्वांटम कंप्यूटरों की “दुनिया को नाटकीय रूप से बदलने” की क्षमता के साथ, व्यावहारिक क्वांटम कंप्यूटर बनाने के लिए विश्व भर में एक दौड़ चल रही है।

हालाँकि, क्वांटम कंप्यूटरों की वृद्धि में सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक स्केलेबिलिटी है, जिसका अर्थ है कि पर्याप्त बड़े कंप्यूटर वास्तविक जीवन की समस्याओं को हल कर सकें। उपयोगी समस्याओं को हल करने वाले क्वांटम कंप्यूटर के लिए, हमें या तो अधिक क्यूबिट्स की आवश्यकता है या गणनाओं के दौरान उत्पन्न त्रुटियों को कम करने का विश्वसनीय तरीका चाहिए।

इसलिए, जापान के शोधकर्ताओं ने समस्या को हल करने के लिए प्रबंधनीय क्यूबिट्स की संख्या बढ़ाने और आवश्यक क्यूबिट्स की संख्या घटाने की दिशा में काम किया।

कुछ महीने पहले, शोधकर्ताओं ने सफलतापूर्वक एक सुपरकंडक्टिंग सर्किट प्रदर्शित किया जो कम तापमान पर कई क्यूबिट्स को नियंत्रित कर सकता है।

इस प्रयोग में, एक सुपरकंडक्टिंग सर्किट को केवल एक केबल का उपयोग करके माइक्रोवेव मल्टीप्लेक्सिंग के माध्यम से कई क्यूबिट्स को नियंत्रित करते हुए दिखाया गया। यह सर्किट केबल प्रति माइक्रोवेव संकेतों की घनत्व को लगभग 1,000 गुना सुधारने की क्षमता रखता है। यह उपलब्धि नियंत्रित क्यूबिट्स की संख्या को काफी बढ़ा सकती है और बड़े पैमाने पर क्वांटम कंप्यूटरों के विकास में योगदान दे सकती है।

क्यूबिट्स और कमरे के तापमान के इलेक्ट्रॉनिक्स के बीच आवश्यक हार्डवेयर को कम करने के लिए, एक नवाचारी ‘क्रायो-इलेक्ट्रॉनिक्स’ विकसित किया गया। ‘क्रायो-इलेक्ट्रॉनिक्स’ क्यूबिट नियंत्रण और रीडआउट के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स है जो क्यूबिट्स के निकट क्रायोजेनिक तापमान पर कार्य करता है। 

क्रायो-इलेक्ट्रॉनिक्स को शून्य के चार डिग्री ऊपर उच्च गति क्लॉक फ्रीक्वेंसी पर कार्य करते हुए भी प्रदर्शित किया गया है। अब, ध्यान ऊर्जा खपत को कम करने पर है ताकि क्यूबिट्स के पास उत्पन्न होने वाले गर्मी को न्यूनतम किया जा सके। 

जापानी शोधकर्ताओं का एक और फोकस प्रोसेसिंग त्रुटियों को सुधारने के तरीकों की खोज है। इस बीच, प्रिंसटन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने त्रुटि-रहित क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए एक निर्माण तकनीक विकसित की।

इस शोध में, वैज्ञानिकों ने टॉपोलॉजिकल इंसुलेटर टंगस्टन डाइटेल्यूराइड (WTe2) के ऊपर एक सुपरकंडक्टिंग लेयर बनाई। इस तकनीक ने इंसुलेटर की सतह पर जमा धातु (पैलैडियम) का ‘बीज’ उपयोग किया ताकि एक नई क्रिस्टलीय संरचना, Pd7WTe2, बन सके, जिसने शून्य प्रतिरोध दिखाया।

एटम-स्प्रेडिंग तकनीक विभिन्न सामग्रियों के साथ सफलतापूर्वक काम करती है, जिसमें मोलीब्डेनम डाइटेल्यूराइड (MoTe2) भी शामिल है।

हालांकि यह निर्धारित करने के लिए आगे के परीक्षण आवश्यक हैं कि यह टोपोलॉजिकल सुपरकंडक्टर है या नहीं, शोधकर्ता मानते हैं कि उनकी सामान्य विधि से नए सुपरकंडक्टर्स बनाए जा सकते हैं।

डिकोहेरेंस को संबोधित करना और प्रदर्शन में सुधार

क्वांटम कंप्यूटिंग में एक और प्रगति इस साल की शुरुआत में आई जब शोधकर्ताओं ने सुपरकंडक्टिंग सर्किट्स के लिए एक नया दृष्टिकोण प्रस्तुत किया। यह दृष्टिकोण क्वांटम कंप्यूटर के रनटाइम को काफी बढ़ाने की क्षमता रखता है।

जैसा कि हमने उल्लेख किया है, ऐसे कंप्यूटर का निरंतर संचालन क्वांटम क्यूबिट की अवस्था के आसानी से अस्थिर हो जाने के कारण बाधित हो जाता है। इसे डिकोहेरेंस कहा जाता है और यह गणनाओं में त्रुटियों का कारण बनता है। यह अन्य क्यूबिट्स और उनके पर्यावरण के साथ अंतःक्रिया के कारण होता है।

और क्योंकि सुपरकंडक्टिंग क्यूबिट्स सबसे कम समय में विभिन्न अवस्थाओं के बीच स्विच करने में सक्षम होते हैं, वे बढ़ती शोध का केंद्र बनते जा रहे हैं। लेकिन जबकि वे स्विचिंग समय को बढ़ा सकते हैं, वे मिलीसेकंड के छोटे समय में डिकोहेरेंस के प्रति अधिक संवेदनशील भी होते हैं।

इसलिए, शोधकर्ताओं के एक अंतरराष्ट्रीय समूह ने एक जोसेफसन जंक्शन डिज़ाइन प्रस्तावित किया, जिसे “फ्लॉवरमॉन” कहा जाता है। यह डिज़ाइन दो एक-परमाणु- मोटी क्यूप्रेट फ्लेक्स का उपयोग करता है, जो तांबे पर आधारित एक सुपरकंडक्टिंग सामग्री है।

“फ्लॉवरमॉन असामान्य सुपरकंडक्टर्स का उपयोग करके संरक्षित क्वांटम सर्किट्स के पुराने विचार को आधुनिक बनाता है और इसे नई निर्माण तकनीकों और सुपरकंडक्टिंग सर्किट कोहेरेंस की नई समझ के साथ संयोजित करता है।”

– उरी वूल, जर्मनी के मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर केमिकल फिजिक्स ऑफ सॉलिड्स में एक भौतिक विज्ञानी

टीम की गणनाओं के अनुसार, उनका डिज़ाइन शोर को कम कर सकता है और बदले में क्यूबिट्स की कोहेरेंस टाइम को कई क्रम magnitude तक बढ़ा सकता है। हालांकि, यह पूरी तरह सैद्धांतिक था, और टीम अपने परिणामों का उपयोग करके अगली बार सुपरकंडक्टिंग क्यूबिट्स को अनुकूलित करने की योजना बना रही है।

क्वांटम कंप्यूटरों के प्रदर्शन को संबोधित करने के लिए, पिछले साल, यूनिवर्सिटी ऑफ मिनेसोटा ट्विन सिटीज़ की एक शोध टीम ने एक ट्यूनेबल सुपरकंडक्टिंग डायोड विकसित किया जो न केवल क्वांटम कंप्यूटरों को स्केल अप करने में मदद कर सकता है बल्कि कृत्रिम बुद्धिमत्ता प्रणालियों को भी सुधार सकता है। 

डायोड एक उपकरण है जो धारा को एक दिशा में प्रवाहित करने की अनुमति देता है। जबकि आमतौर पर इसे अर्धचालकों से बनाया जाता है, शोधकर्ता सुपरकंडक्टर्स के साथ डायोड बनाने की खोज कर रहे हैं, जो ऊर्जा को बिना किसी शक्ति के नुकसान के स्थानांतरित करने की अनुमति देते हैं।

वरिष्ठ शोध लेखक व्लाद प्रिबियाग, जो यूनिवर्सिटी ऑफ मिनेसोटा स्कूल ऑफ फिजिक्स एंड एस्ट्रोनॉमी में सहायक प्रोफेसर हैं, ने कहा:

“हम कंप्यूटरों को अधिक शक्तिशाली बनाना चाहते हैं, लेकिन हमारे वर्तमान सामग्री और निर्माण विधियों के साथ हम जल्द ही कुछ कठिन सीमाओं तक पहुँचेंगे।”

कम्प्यूटिंग शक्ति को बढ़ाने की सबसे बड़ी चुनौती ऊर्जा का विसर्जन है, इसलिए टीम ने सुपरकंडक्टिंग तकनीकों का उपयोग करने का चयन किया।

सुपरकंडक्टिंग डायोड डिवाइस को तीन जोसेफसन जंक्शन का उपयोग करके बनाया गया था। जबकि यह सुपरकंडक्टर्स के बीच में गैर-सुपरकंडक्टिंग सामग्री के टुकड़े को सैंडविच करके बनाया गया, यहाँ शोधकर्ताओं ने सुपरकंडक्टर्स को अर्धचालक परतों के साथ जोड़ा। 

यह अनूठा डिज़ाइन शोधकर्ताओं को वोल्टेज का उपयोग करके डिवाइस के व्यवहार को नियंत्रित करने की अनुमति देता है। यह एक साथ कई विद्युत संकेतों को प्रोसेस भी कर सकता है, जबकि सामान्य डायोड केवल एक इनपुट और आउटपुट को संभाल सकते हैं। ये विशेषताएँ सुपरकंडक्टिंग डायोड को मस्तिष्क-प्रेरित न्यूरोमोर्फिक कंप्यूटिंग में उपयोग किए जाने की संभावना देती हैं।

न्यूरोमोर्फिक कंप्यूटिंग में, विद्युत सर्किट को इस तरह डिजाइन किया जाता है कि वे मानव मस्तिष्क में न्यूरॉन्स के कार्य करने के तरीके की नकल करें ताकि प्रदर्शन में सुधार हो सके।

मोहित गुप्ता, इस पेपर के प्रथम लेखक के अनुसार, यह नया सुपरकंडक्टिंग डायोड अन्य सुपरकंडक्टिंग डायोड्स की तुलना में अधिक ऊर्जा-कुशल है। विशेष रूप से, पहली बार, इसमें ऊर्जा प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए कई गेट्स शामिल हैं। यह विशेषता पहले किसी सुपरकंडक्टिंग डायोड में नहीं थी, लेकिन इस अध्ययन ने “दिखाया है कि आप गेट्स जोड़ सकते हैं और इस प्रभाव को ट्यून करने के लिए विद्युत क्षेत्रों को लागू कर सकते हैं।”

इसके अलावा, इस शोध में उपयोग की गई सामग्री अधिक उद्योग-अनुकूल थी और नई कार्यक्षमताएँ प्रदान करने में सक्षम थी।

इस अध्ययन में उपयोग की गई तकनीक को किसी भी सुपरकंडक्टर के साथ आगे उपयोग किया जा सकता है, जिससे यह अत्यधिक लचीला और उद्योग अनुप्रयोगों के साथ संगत बनता है। ये गुण क्वांटम कंप्यूटरों के विकास को व्यापक उपयोग के लिए स्केल अप करने में मदद कर सकते हैं।

“वर्तमान में, सभी क्वांटम कंप्यूटिंग मशीनें वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों की जरूरतों की तुलना में बहुत बुनियादी हैं। उपयोगी, जटिल समस्याओं को हल करने के लिए पर्याप्त शक्तिशाली कंप्यूटर पाने के लिए स्केलेबिलिटी आवश्यक है।”

– प्रिबियाग

आज के समय में, जब एआई का उपयोग काफी बढ़ रहा है, यह विशेष महत्व रखता है। इससे लोग ऐसे एल्गोरिदम पर शोध कर रहे हैं जो कंप्यूटर या एआई मशीनों को क्लासिकल कंप्यूटरों के प्रदर्शन से आगे ले जा सकें। प्रिबियाग ने कहा कि यह अध्ययन क्वांटम कंप्यूटरों को इन एल्गोरिदम को लागू करने के लिए हार्डवेयर विकसित कर रहा है। 

इस शोध को मुख्य रूप से संयुक्त राज्य ऊर्जा विभाग ने वित्तपोषित किया, साथ ही राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन और माइक्रोसॉफ्ट रिसर्च से आंशिक समर्थन मिला।

2D सामग्री के साथ क्यूबिट्स को छोटा करना बिना प्रदर्शन को प्रभावित किए

निरंतर अनुसंधान और विकास ने वैज्ञानिकों को ऐसे सुपरकंडक्टिंग क्यूबिट्स बनाने की ओर अग्रसर किया है जो सामान्य क्यूबिट्स से बहुत छोटे हैं। इन सुपरकंडक्टिंग क्यूबिट्स को 2D सामग्री का उपयोग करके बनाया गया।

क्लासिकल कंप्यूटरों की गति और क्षमता को पार करने के लिए, क्वांटम कंप्यूटरों के क्यूबिट्स को समान तरंगदैर्ध्य पर होना चाहिए। इसे हासिल करने के लिए, शोधकर्ताओं को आमतौर पर इन क्यूबिट्स के आकार का बलिदान करना पड़ता है, जो आज भी मिलीमीटर में मापे जाते हैं, जबकि उनके क्लासिकल समकक्षों के ट्रांज़िस्टर्स नैनोमीटर तक छोटा हो चुके हैं।

क्यूबिट्स के आकार को कम करने के लिए ताकि उनका भौतिक पदचिह्न बड़ा न हो और प्रदर्शन बना रहे, कोलंबिया विश्वविद्यालय के मैकेनिकल इंजीनियरिंग के वांग फोंग-जेन् प्रोफेसर जेम्स होन ने एक बहुत छोटा सुपरकंडक्टिंग क्यूबिट कैपेसिटर प्रदर्शित किया।

पहले, इंजीनियर क्वांटम चिप बनाने के लिए प्लेनर कैपेसिटर का उपयोग करते थे। यहाँ, चार्ज्ड प्लेट्स को एक साथ रखा जाता है, और जबकि स्थान बचाने के लिए उन्हें स्टैक किया जा सकता है, इससे क्यूबिट जानकारी के भंडारण में बाधा उत्पन्न होगी।

इसलिए, होन के पीएचडी छात्र अनजली राजेंद्र और अभिनंदन एंथनी ने सुपरकंडक्टिंग नियोबियम डिसेलेनाइड की दो चार्ज्ड प्लेट्स के बीच बोरॉन नाइट्राइड की एक इन्सुलेटिंग लेयर रखी। केवल एक परमाणु मोटी, ये परतें वैन डेर वाल्स बलों द्वारा जुड़ी होती हैं, जो इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों के बीच एक कमजोर अंतःक्रिया है।

इन कैपेसिटरों को फिर एल्यूमीनियम सर्किट के साथ मिलाकर एक चिप बनाई गई। इस चिप में दो क्यूबिट्स थे और यह केवल 35 नैनोमीटर मोटी थी, जो पारंपरिक तरीकों से निर्मित चिपों से 1,000 गुना छोटी थी।

जब ठंडा किया गया, तो क्यूबिट्स ने समान तरंगदैर्ध्य प्राप्त किया। उन्हें आपस में उलझा हुआ और एक इकाई के रूप में कार्य करते हुए भी देखा गया। यह क्वांटम कोहेरेंस, हालांकि केवल अल्पकालिक (एक माइक्रोसेकंड से थोड़ा अधिक) है, इसका अर्थ है कि क्यूबिट की क्वांटम अवस्था को विद्युत पलों के माध्यम से नियंत्रित और पढ़ा जा सकता है। होन के अनुसार:

“अब हमें पता है कि 2D सामग्री क्वांटम कंप्यूटरों को संभव बनाने की कुंजी हो सकती है। यह अभी बहुत शुरुआती चरण है, लेकिन इस तरह की खोजें विश्व भर के शोधकर्ताओं को 2D सामग्री के नवीन अनुप्रयोगों पर विचार करने के लिए प्रेरित करेंगी। हम आशा करते हैं कि भविष्य में इस दिशा में और अधिक कार्य देखेंगे।”

उनकी अनूठी संरचना के कारण, द्वि-आयामी (2D) क्वांटम सामग्री ने सामग्री विज्ञान में एक महत्वपूर्ण प्रगति को चिह्नित किया है। 3D सामग्री के विपरीत, 2D क्वांटम सामग्री केवल एक या कुछ परमाणु मोटी होती है, और इलेक्ट्रॉन सभी तीन दिशाओं में चल सकते हैं।

कुछ लोकप्रिय 2D सामग्री में सिलिसीन, ग्राफीन, जर्मेनिन, स्टेनिन, फॉस्फोरिन, ट्रांज़िशन मेटल डाइकल्कोजेनाइड्स (TMDCs), और हेक्सागोनल बोरॉन नाइट्राइड (h-BN) शामिल हैं।

जबकि ये सामग्री विविध गुण और परिवर्तनकारी तकनीकी अनुप्रयोगों की संभावनाएँ प्रदान करती हैं, उन्हें संश्लेषण, एकीकरण, और स्केलेबिलिटी के संदर्भ में चुनौतियों का सामना करना पड़ता है, जिन्हें उनके पूर्ण संभावनाओं को साकार करने से पहले पार करना आवश्यक है।

क्वांटम कंप्यूटिंग क्रांति में अग्रणी प्रमुख कंपनियाँ

अब, आइए कुछ प्रमुख कंपनियों पर नज़र डालते हैं जो सुपरकंडक्टर्स और क्वांटम कंप्यूटिंग में शामिल हैं:

#1. Alphabet (Google)

Alphabet (GOOG ) अपने सहायक कंपनी Google Quantum AI के माध्यम से क्वांटम कंप्यूटिंग अनुसंधान में भारी निवेश कर रहा है। इस विभाग ने Sycamore नामक एक सुपरकंडक्टिंग क्वांटम प्रोसेसर बनाया है, जो 2019 में 200 सेकंड में एक गणना पूरी कर सका, जो अन्यथा एक शक्तिशाली सुपरकंप्यूटर को 10,000 साल लगते। तब से, Sycamore क्वांटम प्रोसेसर ने काफी वृद्धि की है और अब इसमें 70 क्यूबिट्स हैं, जो इसके पिछले मॉडल से 241 मिलियन गुना अधिक मजबूत बनाता है।

इस तकनीकी दिग्गज का बाजार पूंजीकरण $2.06 ट्रिलियन है, और उसके शेयर (GOOGL:NASDAQ) $165.68 पर ट्रेड हो रहे हैं, जो वर्ष-से-आज तक 18.56% बढ़े हैं। Q2 2024 के लिए, Alphabet ने अपनी शुद्ध आय में 28.6% की वृद्धि कर $23.6 बिलियन की रिपोर्ट की, जबकि कुल राजस्व 14% बढ़कर $84.74 बिलियन हो गया। Google के मूल कंपनी ने प्रति शेयर $0.20 का नकद लाभांश भी घोषित किया।

#2. NVIDIA Corporation

NVIDIA (NVDA ) ने साझेदारियों और सहयोगों के माध्यम से क्वांटम कंप्यूटिंग और सुपरकंडक्टर्स की खोज की है। इस वर्ष मार्च में, कंपनी ने जर्मनी, जापान और पोलैंड में राष्ट्रीय सुपरकंप्यूटिंग साइटों पर अपने क्वांटम कंप्यूटिंग प्रयासों को तेज करने की घोषणा की, जिसमें ओपन-सोर्स NVIDIA CUDA-Q™ प्लेटफ़ॉर्म शामिल है।

बाजार की AI पसंदीदा, NVIDIA के शेयरों ने इस साल शानदार प्रदर्शन किया है, जैसा कि 2024 में अब तक 161.24% की उछाल से स्पष्ट है। इस उछाल ने NVDA शेयरों को $129.45 पर ट्रेड कराते हुए कंपनी का बाजार पूंजीकरण $3.188 ट्रिलियन बना दिया है। चिप निर्माता ने 2024 के Q1 में रिकॉर्ड दर्ज किया, जिसमें उसकी राजस्व $22.1 बिलियन रही।

निष्कर्ष

इस प्रकार, विश्व भर के शोधकर्ता, संगठन और कंपनियाँ क्वांटम कंप्यूटिंग को आगे बढ़ाने पर काम कर रहे हैं, जो जटिल समस्या समाधान में उत्कृष्ट है। विशेष रूप से, सुपरकंडक्टिंग तकनीक पर ध्यान केंद्रित करना महत्वपूर्ण प्रगति को प्रेरित कर रहा है और हमें इस परिवर्तनकारी तकनीक की पूरी क्षमता को साकार करने के करीब ले जा रहा है। 

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