क्वांटम इंटरनेट के निर्माण खंड स्पष्ट होते जा रहे हैं?

क्वांटम इंटरनेट के निर्माण खंड उभर रहे हैं

क्वांटम कंप्यूटिंग प्रौद्योगिकी के विभिन्न उपविभागों में बड़ी प्रगति कर रही है, बढ़ी हुई क्यूबिट संख्या से लेकर क्वांटम नेटवर्किंग का विकास, एक पूरी नई पदार्थ अवस्था, एक क्वांटम नेटवर्किंग के लिए ऑपरेटिंग सिस्टम, और यहां तक कि एआई प्रशिक्षण में पहली उपयोग केस खोजना।

एक अन्य क्षेत्र जो ध्यान की आवश्यकता रखता है वह क्वांटम प्रकाश स्रोतों का विकास है। यह वह प्रकार का प्रकाश है जो इस तरह उत्सर्जित होता है कि यह फोटॉनों की एक उलझी हुई जोड़ी का उत्पादन करता है, और केवल वही। उलझे हुए कण अलग होने पर भी एक-दूसरे के साथ अंतःक्रिया करते रहते हैं, जिससे क्वांटम गुणों का स्थानांतरण होता है।

यह उलझाव क्वांटम कंप्यूटरों के नेटवर्किंग के लिए महत्वपूर्ण होगा, क्योंकि केवल एक क्वांटम प्रकाश स्रोत ही एक कंप्यूटर से दूसरे कंप्यूटर तक क्वांटम डेटा ले जा सकता है।

अब तक, विश्वसनीय क्वांटम प्रकाश स्रोत बनाना कठिन रहा है। एक विकल्प गैर-रेखीय ऑप्टिक्स का निर्माण हो सकता है, जिसमें उच्च-उत्पादन गैर-रेखीय ऑप्टिक्स हाल ही में इलिनॉय विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा विकसित किया गया।

एक अन्य विकल्प सेमीकंडक्टर गैलियम नाइट्राइड पर निर्भर होना है, जो पहले से ही चिप्स और लेज़रों में उपयोग होता है, हालांकि यह अभी भी विकासाधीन है।

एक नया आशाजनक विकल्प अब खुल रहा है, जिसमें दुर्लभ पृथ्वी तत्व एरबियम का उपयोग किया जा रहा है, साथ ही EQUAL पहल (एरबियम-आधारित सिलिकॉन क्वांटम प्रकाश स्रोत) जो जर्मन-डेनिश सहयोग द्वारा विकसित किया गया है, जिसमें हेल्महोल्ट्ज़-ज़ेंट्रम ड्रेज़डेन-रॉसेनडॉर्फ (HZDR) और डेनमार्क की तकनीकी विश्वविद्यालय (DTU) शामिल हैं।

क्वांटम नेटवर्किंग के लिए एरबियम क्यों महत्वपूर्ण है

एरबियम एक दुर्लभ पृथ्वी तत्व (परमाणु संख्या 68) है, जो मुख्यतः अपनी फ्लोरेसेंट गुणों के लिए उपयोग किया जाता है।

संशोधित एरबियम कांच या क्रिस्टल को फाइबर ऑप्टिक द्वारा प्रसारित संकेतों के लिए लेज़र ऑप्टिकल एम्प्लीफ़ायर के रूप में उपयोग किया जाता है। यह सर्जरी और दंत चिकित्सा में उपयोग किए जाने वाले लेज़रों (Er:YAG लेज़र) में भी उपयोगी है, क्योंकि यह लेज़र ऊर्जा का एक शक्तिशाली लेकिन बहुत सतही अनुप्रयोग बनाता है।

एरबियम मुख्यतः दुर्लभ पृथ्वी-समृद्ध खनिज अयस्क से निकाला जाता है, जो अक्सर थोरियम-समृद्ध जमा के साथ जुड़े होते हैं।

जबकि एरबियम की प्रकाश उत्सर्जित करने की क्षमता इसे क्वांटम अनुप्रयोगों के लिए एक आदर्श प्रकाश स्रोत बनानी चाहिए, अब तक यह वास्तव में संभव नहीं रहा, क्योंकि एरबियम प्रकाश द्वारा उत्तेजना पर पर्याप्त रूप से प्रतिक्रिया नहीं करता। इसलिए वर्तमान में बनाए गए रूपों में, प्रकाश स्रोत और क्वांटम चिप्स तथा मेमोरी के बीच बहुत अधिक क्वांटम जानकारी खो जाएगी।

“सबसे कठिन लक्ष्यों में से एक क्वांटम प्रकाश स्रोतों को क्वांटम मेमोरी के साथ एकीकृत करना है। यह कुछ साल पहले अवास्तविक लग रहा था, लेकिन अब हम एक रास्ता देख रहे हैं।”

Søren Stobbe – Professor at the Technical University of Denmark (DTU)

नैनोफोटॉनिक्स कैसे एरबियम की क्वांटम क्षमता को खोलता है

यह वह जगह है जहाँ डेनमार्क की तकनीकी विश्वविद्यालय में शोध ने एक बड़ी प्रगति की है। उन्होंने एक नई नैनोफोटॉनिक तकनीक विकसित की है जो एरबियम को प्रकाश के प्रति अधिक प्रतिक्रियाशील बना सकती है।

यह विधि एरबियम प्रकाश उत्सर्जकों को व्यावसायिक रूप से निर्मित नैनोफोटॉनिक सिलिकॉन उपकरणों के साथ मिलाती है।

स्रोत: HZDR

यह वेफ़र-स्केल पर CMOS तकनीक का उपयोग करके दीर्घकालिक क्वांटम मेमोरी बनाने का मार्ग खोलता है।

“हम उन्नत आयन बीम तकनीकों का उपयोग करके एरबियम परमाणुओं को छोटे सिलिकॉन संरचनाओं में प्रत्यारोपित करने और यह अध्ययन करने का इरादा रखते हैं कि अल्ट्रा-प्योर सिलिकॉन का उपयोग उनके प्रदर्शन को कैसे सुधार सकता है।”

Dr. Yonder Berencén – Professor Institute of Ion Beam Physics and Materials Research at HZDR.

इन क्वांटम प्रणालियों का उपयोग क्वांटम नेटवर्किंग और दूरसंचार के अलावा विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है, विशेष रूप से अत्यंत कम ऊर्जा खपत वाले एकीकृत फोटॉनिक्स, और नई नैनोफैब्रिकेशन विधियों के साथ।

तकनीकी दृष्टि DTU के नैनोफोटॉनिक चिप्स को सामग्री, नैनोइलेक्ट्रोमैकेनिक्स, नैनोलिथोग्राफी, और क्वांटम प्रणालियों में अद्वितीय तकनीकों के साथ संयोजित करने पर आधारित है। आज कई विभिन्न प्रकार के क्वांटम प्रकाश स्रोत मौजूद हैं, लेकिन या तो वे क्वांटम मेमोरी के साथ काम नहीं करते, या वे ऑप्टिकल फाइबर के साथ असंगत होते हैं।

Søren Stobbe – Professor at the Technical University of Denmark (DTU)

एरबियम-आधारित क्वांटम प्रकाश के वास्तविक-विश्व अनुप्रयोग

इन परियोजनाओं के सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोग क्वांटम कंप्यूटरों के नेटवर्किंग में होंगे, क्योंकि एरबियम का उपयोग इसे फाइबर-ऑप्टिक संचार में उपयोग किए जाने वाले समान प्रकाश तरंगदैर्ध्य के साथ संगत बनाता है।

जैसा कि एक सामान्य ऑप्टिकल फाइबर नेटवर्क हाल ही में प्रदर्शित किया गया है कि वह सामान्य टेलीकॉम डेटा प्रवाह के साथ-साथ क्वांटम जानकारी ले जा सकता है, मौजूदा ऑप्टिकल फाइबर बुनियादी ढांचे का उपयोग करने की क्षमता क्वांटम नेटवर्क को आर्थिक रूप से व्यवहार्य बनाने के लिए महत्वपूर्ण होगी।

यह शोध आज की प्रौद्योगिकी में एकीकृत किए जा सकने वाले क्वांटम उपकरणों के निर्माण की नींव रखेगा।

Dr. Yonder Berencén – Professor Institute of Ion Beam Physics and Materials Research at HZDR.

यह शोध Beamfox Technologies ApS (नैनोटेक्नोलॉजी) और Lizard Photonics ApS (एकीकृत फोटॉनिक्स) द्वारा प्रदान किए गए समर्थन और उपकरणों के साथ किया गया था।

क्वांटम कंप्यूटिंग में निवेश

Honeywell / Quantinuum

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

Honeywell कंपनी का प्रमुख शेयरधारक बना हुआ है (संभावित 52% स्वामित्व) एक फंडरेज़िंग राउंड के बाद जिसकी मूल्यांकन $5B थी. संस्थापक Ilyas Khan के पास कंपनी के लगभग 20% शेयर होने की रिपोर्ट है। अन्य शेयरधारकों में JSR Corporation, Mitsui, Amgen (AMGN ), IBM, और JP Morgan शामिल हैं।

भविष्य में Quantinuum का संभावित IPO, संभवतः एक बड़े कॉरपोरेट पुनर्गठन के हिस्से के रूप में, लगभग $20B के मूल्य का अनुमान है और 2026 से 2027 के बीच हो सकता है.

क्वांटम कंप्यूटिंग Honeywell के व्यवसाय का मुख्य भाग नहीं है, यह अधिकतर एयरोस्पेस, ऑटोमेशन, और विशेष रसायन एवं सामग्री के उत्पादों के आसपास केंद्रित है।

इनमें से प्रत्येक डोमेन क्वांटम कंप्यूटिंग से लाभान्वित हो सकता है, विशेष रूप से कम्प्यूटेशनल केमिस्ट्री, और क्वांटम साइबर सुरक्षा, जिससे Honeywell को उसके प्रतिस्पर्धियों के मुकाबले लाभ मिल सकता है।

कंपनी का वर्तमान मुख्य मॉडल H2 है, एक ट्रैप्ड-आयन 56 क्यूबिट चिप, जिसमें 99.895% दो-क्यूबिट गेट फिडेलिटी है।

कंपनी ने बहुत कम त्रुटि के साथ उच्च-गुणवत्ता कंप्यूटिंग का पीछा किया है, जितने संभव हो उतने क्यूबिट जोड़ने के बजाय, एक तथाकथित “फॉल्ट-टॉलरेंट क्वांटम कंप्यूटिंग” बनाते हुए।

इस दृष्टिकोण को कंपनी ने “बेहतर क्यूबिट, बेहतर परिणाम” कहा है, जिसमें समान संख्या के क्यूबिट 100-1,000 गुना अधिक विश्वसनीय परिणाम प्राप्त करते हैं।

स्रोत: Quantinuum

यह विशेष रूप से आवश्यक क्वांटम-प्रतिरोधी क्रिप्टोग्राफी में अंतर ला सकता है, जहाँ रक्षा कंपनी Thales (HO.PA -0.96%) पहले से ही Quantinuum के साथ सहयोग कर रही है तथा अंतरराष्ट्रीय बैंक HSBC और JP Morgan भी।

Quantinuum अपनी स्वामित्व वाली क्वांटम कम्प्यूटेशनल केमिस्ट्री InQuanto भी प्रदान करता है, जो फार्मास्यूटिकल्स, सामग्री विज्ञान, रसायन, ऊर्जा, और एयरोस्पेस अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी है।

कई अन्य क्वांटम कंप्यूटिंग कंपनियों की तरह, Quantinuum Helios, एक “हार्डवेयर-एज़-ए-सर्विस” प्रदान करता है, जिससे उपयोगकर्ता क्वांटम कंप्यूटिंग का लाभ उठा सकते हैं बिना सिस्टम को स्वयं संचालित करने की जटिलता के।

Quantinuum ने नवंबर 2024 में जर्मन Infineon के साथ साझेदारी की, जो यूरोप का सबसे बड़ा सेमीकंडक्टर निर्माता है। Infineon अपनी एकीकृत फोटॉनिक्स और नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स तकनीक लाएगा ताकि अगली पीढ़ी के ट्रैप्ड-आयन क्वांटम कंप्यूटर बन सकें।

जैसे एकीकृत फोटॉनिक्स और क्वांटम नेटवर्क व्यावहारिक उपयोग मामलों के करीब आ रहे हैं, यह अब स्पष्ट हो गया है कि यह साझेदारी Quantinuum के भविष्य के लिए कितनी महत्वपूर्ण हो सकती है।

इस बिंदु पर, ऐसा लगता है कि कंपनी का अगला कदम दुनिया का पहला एआई-केंद्रित फोटॉनिक्स-क्वांटम चिप जारी करना होगा।

आने वाले महीनों में, Quantinuum चल रही साझेदारियों के परिणाम साझा करेगा, जो जेनरेटिव एआई में क्वांटम-चालित प्रगति की क्रांतिकारी संभावनाओं को दर्शाएंगे।

नवीन Gen QAI क्षमता मेटैलिक ऑर्गेनिक फ्रेमवर्क्स के ड्रग डिलीवरी में उपयोग को बढ़ाएगी और तेज़ करेगी, जिससे अधिक कुशल और व्यक्तिगत उपचार विकल्पों का मार्ग प्रशस्त होगा, जिसके विवरण Helios के लॉन्च पर उजागर किए जाएंगे।

इस प्रकाशन में घोषणा Quantinuum में एआई-क्वांटम कंप्यूटिंग कनेक्शन की तेज़ प्रगति से संबंधित समाचारों की श्रृंखला का हिस्सा है।

अधिक चल रहे उपयोग मामलों से कंपनी के भविष्य के मूल्य को काफी बढ़ावा मिल सकता है, और इस प्रकार Honeywell की इसमें हिस्सेदारी और निवेशकों के संभावित लाभ को भी।

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