त्रिपलेट सुपरकंडक्टिविटी और क्वांटम क्यूबिट्स

अधिकांश वर्तमान क्वांटम कंप्यूटर प्रोटोटाइप सुपरकंडक्टिंग सामग्री का उपयोग करके क्वांटम गणना को संचालित करते हैं, क्योंकि ये सामग्री क्वांटम गुणों को अधिक स्थिर रख सकती हैं, जबकि मुख्य विकल्प तथाकथित “ट्रैप्ड-आयन क्वांटम कंप्यूटर” है।

अब तक, केवल ट्रैप्ड-आयन मॉडल ही पर्याप्त रूप से विश्वसनीय साबित हुए हैं, लेकिन वे उपयोगी क्यूबिट्स की संख्या में बहुत सीमित हैं (साधारण कंप्यूटर के बिट के बराबर क्वांटम कंप्यूटर)।

बिल्कुल, आदर्श विकल्प यह होगा कि सुपरकंडक्टिंग सामग्री को इस तरह सुधारा जाए कि वे क्वांटम गणनाओं के लिए उपयुक्त बन सकें। इस दिशा में कुछ प्रयास किए गए हैं, विशेष रूप से लैटिस सर्जरी और अधिक टिकाऊ क्यूबिट्स के साथ। लेकिन फिर भी, यह व्यावसायिक, स्केलेबल सुपरकंडक्टिंग क्वांटम कंप्यूटर बनाने के लिए पर्याप्त नहीं साबित हो रहा है।

कंप्यूटिंग विज्ञान का एक और उन्नत क्षेत्र स्पिनट्रॉनिक्स है, जो कणों की क्वांटम विशेषता, स्पिन, का उपयोग करता है, न कि क्लासिकल इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटिंग की तरह विद्युत आवेशों का। अब तक, क्वांटम कंप्यूटिंग और स्पिनट्रॉनिक्स कुछ हद तक संबंधित रहे हैं, लेकिन सीधे जुड़े नहीं हैं, क्योंकि सुपरकंडक्टिंग सामग्री में स्पिन नहीं होता। कम से कम अभी तक।

(आप हमारे इस तकनीक को समर्पित लेख में स्पिनट्रॉनिक्स के बारे में अधिक जान सकते हैं)

नॉर्वेजियन यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी और इटली के यूनिवर्सिटा डेल्लि स्टुडी दी सालर्नो (Università degli Studi di Salerno) के शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक त्रिपलेट सुपरकंडक्टर की खोज की हो सकती है, जो अनोखी स्पिन विशेषताओं वाला एक प्रकार का सुपरकंडक्टर है।

उन्होंने अपने निष्कर्षों को फिजिकल रिव्यू लेटर्स में प्रकाशित किया, शीर्षक “Unveiling Intrinsic Triplet Superconductivity in Noncentrosymmetric NbRe through Inverse Spin-Valve Effects” के तहत।

“त्रिपलेट सुपरकंडक्टर ठोस-राज्य भौतिकी के क्षेत्र में काम करने वाले कई भौतिकविदों की इच्छा सूची में उच्च स्थान रखता है। त्रिपलेट सुपरकंडक्टर्स वाली सामग्री क्वांटम प्रौद्योगिकी में एक प्रकार का ‘पवित्र ग्रैल’ है, और विशेष रूप से, क्वांटम कंप्यूटिंग में।”
Professor Jacob Linder – Norwegian University of Science and Technology

इसी बीच, कोपेनहेगन विश्वविद्यालय के नील्स बोहर संस्थान, नॉर्वेजियन यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी, नीदरलैंड्स के लीडेन इंस्टीट्यूट ऑफ एडवांस्ड कंप्यूटर साइंस, स्वीडन के चैल्मर्स यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी, जर्मनी के यूनिवर्सिटी ऑफ रेगेन्सबर्ग, और कंपनी Quantum Machines की एक अन्य शोध टीम ने सुपरकंडक्टिंग सामग्री को परेशान करने वाले प्रमुख मुद्दे, दोषों, को एक नई कुशल फ्लक्चुएशन डिटेक्शन विधि से खोजने का तरीका खोजा है।

उन्होंने अपने निष्कर्षों को फिजिकल रिव्यू X2 में प्रकाशित किया, शीर्षक “Real-Time Adaptive Tracking of Fluctuating Relaxation Rates in Superconducting Qubits” के तहत।

त्रिपलेट सुपरकंडक्टर्स

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यह क्यों महत्वपूर्ण है?

सिद्धांत रूप में, स्पिन क्यूबिट्स के बीच और विभिन्न क्वांटम कंप्यूटरों के बीच क्वांटम सूचना के स्थानांतरण का एक आदर्श माध्यम हो सकता है।

समस्या यह है कि वर्तमान रूप में, यह तकनीक बहुत अस्थिर है और सूचना का स्थानांतरण बहुत जटिल है, जिससे यह व्यावहारिक उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है।

हालाँकि, यदि हमें त्रिपलेट सुपरकंडक्टर्स तक पहुँच मिल जाए तो यह सत्य नहीं हो सकता। ऐसा इसलिए है क्योंकि वे स्पिन को ऊर्जा हानि के बिना स्थानांतरित कर सकते हैं, इसलिए सुपरकंडक्टिंग कण अब स्पिन को अपने साथ ले जाते हैं।

“त्रिपलेट सुपरकंडक्टर्स कई असामान्य भौतिक घटनाओं को संभव बनाते हैं। इन घटनाओं के क्वांटम प्रौद्योगिकी और स्पिनट्रॉनिक्स में महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैं।”
Professor Jacob Linder – Norwegian University of Science and Technology

इसलिए, जबकि एक सामान्य सिंगलेट सुपरकंडक्टर प्रतिरोध के बिना शक्ति ले जा सकता है, एक त्रिपलेट सुपरकंडक्टर स्पिन करंट को भी बिल्कुल शून्य प्रतिरोध के साथ ले जा सकता है। परिणामस्वरूप, एक क्वांटम या स्पिनट्रॉनिक कंप्यूटर अत्यंत तेज़ हो सकता है और साथ ही लगभग कोई बिजली नहीं उपयोग करता!

नियोबियम–रेनियम मिश्रधातु के

अपने कार्य में, शोधकर्ताओं ने पाया कि NbRe, एक नियोबियम–रेनियम मिश्रधातु, त्रिपलेट सुपरकंडक्टर की विशेषता वाला व्यवहार दर्शाती है।

और अधिक सटीक रूप से, उन्होंने “इनवर्स स्पिन-वॉल्व इफ़ेक्ट” पाया, जो जायंट मैग्नेटोरेज़िस्टेंस का एक विशेष मामला है, जो बहु-परत सामग्री की एक चुंबकीय विशेषता है, और इस खोज को 2007 का नॉबेल पुरस्कार मिला।

यह स्वयं में यह प्रमाण नहीं है कि NbRe एक त्रिपलेट सुपरकंडक्टर है, लेकिन यह निश्चित रूप से सिद्ध करता है कि यह पारंपरिक सिंगलेट सुपरकंडक्टर की तरह व्यवहार नहीं करता।

दीर्घकालिक संभावनाएँ

यह खोज अतिरिक्त संभावनाएँ रखती है क्योंकि NbRe पतली फिल्म रूप में आसानी से उपलब्ध है, और हेटरostructure की सरलता इसे सुपरकंडक्टिंग स्पिनट्रॉनिक्स के लिए संभावित स्केलेबल प्लेटफ़ॉर्म बनाती है।

इसके अलावा, यह सामग्री तुलनात्मक रूप से उच्च तापमान पर सुपरकंडक्टर के रूप में कार्य करती है (कम से कम सुपरकंडक्टिंग सामग्री मानकों के अनुसार), अर्थात् शून्य के 7 डिग्री सेल्सियस ऊपर -273.15 °C (−459.67 °F) पर, जबकि अधिकांश अन्य उम्मीदवार सामग्री को शून्य के केवल एक डिग्री ऊपर की आवश्यकता होती है।

हालाँकि, नियोबियम और रेनियम दोनों ही महंगे और दुर्लभ धातु हैं, इसलिए वे सीधे क्वांटम कंप्यूटरों को सस्ता नहीं बना पाएंगे।

अगला कदम यह होगा कि अन्य शोधकर्ता इन निष्कर्षों की पुष्टि करें और त्रिपलेट सुपरकंडक्टिविटी की ओर संकेत करने वाले आगे के परीक्षण करें।

त्रिपलेट सुपरकंडक्टर्स का उपयोग एक बहुत ही विदेशी प्रकार के कण, जिसे “मैजराना कण” कहा जाता है, बनाने के लिए भी किया जा सकता है, जो स्वयं का एंटीपार्टिकल है। इसलिए, यह क्वांटम कंप्यूटर में स्थिर तरीके से गणनाएँ कर सकता है।

जैसे अन्य शोधकर्ता भी मैजराना कणों का उपयोग करने के करीब पहुँच रहे हैं और माइक्रोसॉफ्ट ने पहले ही मैजराना ज़ीरो मोड (MZMs) वाला चिप विकसित किया है, यह क्वांटम कंप्यूटिंग के भविष्य के विकास के लिए एक अधिक आशाजनक दिशा प्रतीत होती है।

क्वांटम सामग्री दोषों का पता लगाना

बहुत तेज़ परिवर्तन

वे सामग्री जिनमें क्यूबिट्स एम्बेड होते हैं, अक्सर ऐसे दोष प्रदर्शित करती हैं जो क्यूबिट की अस्थिरता के लिए जिम्मेदार होते हैं। ये दोष स्थानिक रूप से अत्यंत तेज़ी से बदल सकते हैं, कभी-कभी प्रति सेकंड सैकड़ों बार।

इसलिए इन दोषों का वर्तमान पता लगाने का तरीका, जो एक मिनट तक ले सकता है, उन्हें पकड़ने के लिए पूरी तरह अपर्याप्त है। वास्तव में, अब तक कोई ठीक-ठीक नहीं जानता था कि यह कितनी तेज़ी से होता है।

इसके बजाय, शोधकर्ताओं को औसत ऊर्जा-हानि दर मापने के लिए मजबूर होना पड़ता है, जो अक्सर क्यूबिट के वास्तविक प्रदर्शन की अधूरी तस्वीर देता है।

परिणामस्वरूप, सुपरकंडक्टिविटी पर निर्भर क्वांटम कंप्यूटरों को कई “ट्रिक्स” पर भरोसा करना पड़ता है ताकि वे अपनी गणना कर सकें, भले ही कई बार क्यूबिट डिकोहेरेंस से ग्रस्त हो, और उपयोगकर्ता इसे पता न लगा सके।

क्लासिक कंप्यूटरों का उपयोग करके मदद

दोषों के पता लगाने की गति बढ़ाने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक फ़ील्ड‑प्रोग्रामेबल गेट एरे (FPGA) का उपयोग किया, जो एक विशेष नियंत्रक है। ये विशेष चिप्स CPUs या GPUs में उपयोग होने वाले चिप्स जितने लचीले नहीं होते, लेकिन वे अत्यधिक विशिष्ट होते हैं, किसी विशेष कार्य में बहुत तेज़ और कम ऊर्जा की मांग वाले होते हैं।

प्रयोग को सीधे FPGA पर चलाकर, उन्होंने केवल कुछ मापों के आधार पर यह “सबसे अच्छा अनुमान” बनाया कि क्यूबिट कितनी तेज़ी से अपनी ऊर्जा खो देगा।

हालाँकि यह एक स्पष्ट समाधान जैसा लगता है, FPGA को सही ढंग से प्रोग्राम करना बहुत चुनौतीपूर्ण था, विशेष रूप से यदि FPGA को थोड़ा लचीला होना आवश्यक हो।

उनका उपयोग किया गया तरीका यह था कि चिप प्रत्येक क्यूबिट माप के बाद अपनी आंतरिक “ज्ञान” को अपडेट करती है, जिसे बेयेज़ियन मॉडल कहा जाता है।

स्रोत: Physical Review X

इससे सिस्टम को क्यूबिट की स्थिति के बारे में सीखने के तरीके को निरंतर अनुकूलित करने की अनुमति मिली, जितनी संभव हो उतनी कुशलता से।

“कंट्रोलर लॉजिक, माप और फीडफ़ॉरवर्ड के बीच बहुत कड़ी एकीकरण को सक्षम करता है: इन घटकों ने हमारे प्रयोग को संभव बनाया।”
Associate Professor Morten Kjaergaard – Niels Bohr Institute

रियल‑टाइम कैलिब्रेशन की दिशा में

अब तक, क्वांटम कंप्यूटिंग उद्योग को केवल यह “आशा” करनी पड़ती थी कि उनके क्यूबिट अभी भी काम कर रहे हैं, और डिकोहेरेंस की संभावना और गति को कम करने के लिए कड़ी मेहनत की जाती थी।

लेकिन यह नया दृष्टिकोण विश्वसनीय क्यूबिट्स को सक्रिय रूप से चुनने का मार्ग खोलता है, भले ही सामग्री पूरी तरह परिपूर्ण न हों।

“हमारे एल्गोरिद्म के साथ, तेज़ कंट्रोल हार्डवेयर वास्तविक समय में यह पहचान सकता है कि कौन सा क्यूबिट ‘अच्छा’ है या ‘बुरा’। हम ‘बुरे’ क्यूबिट्स पर उपयोगी आँकड़े सेकंड में एकत्र कर सकते हैं, घंटों या दिनों की बजाय।”
Associate Professor Morten Kjaergaard – Niels Bohr Institute

दीर्घकाल में, यह एक नया अनुसंधान क्षेत्र खोलेगा, जहाँ व्यक्तिगत “बुरे” क्यूबिट को क्या बनाता है, इसका बेहतर समझ विकसित किया जाएगा, औसत और अनुमान पर निर्भर रहने के बजाय।

निष्कर्ष

जैसे इलेक्ट्रॉनिक्स के प्रारम्भ में था, क्वांटम कंप्यूटिंग की प्रगति कई दिशाओं से आएगी।

एक महत्वपूर्ण पहलू बेहतर सुपरकंडक्टिंग सामग्री का उत्पादन होगा, जो अधिक स्थिर और टिकाऊ क्यूबिट्स बना सके। और संभवतः एक साथ सुपरकंडक्टिंग स्पिन करंट के रूप में सूचना का परिवहन भी कर सके।

इसी बीच, किसी क्यूबिट के डिकोहेरेंस का उन्नत पता लगाना एक सेंसर और सॉफ़्टवेयर‑आधारित विधि प्रदान कर सकता है, जिससे प्रदर्शन को मूल रूप से सुधारा जा सके, बिना अधिक जटिल या निर्माण में कठिन सामग्री पर निर्भर हुए।

क्वांटम कंप्यूटिंग नवाचार में निवेश

माइक्रोसॉफ्ट

जबकि माइक्रोसॉफ्ट विंडोज ऑपरेटिंग सिस्टम में अपनी बहुत मजबूत उपस्थिति के लिए सबसे अधिक जाना जाता है, यह कई अन्य तकनीकी क्षेत्रों में भी एक दिग्गज है।

उदाहरण के लिए, यह व्यापार समाधान में अग्रणी है, जिसमें ऑफिस (आउटलुक, वर्ड, एक्सेल, और पॉवरपॉइंट) शामिल हैं, साथ ही कंपनी कॉल्स (टीम्स), क्लाउड‑शेयर्ड स्टोरेज (वनड्राइव), विज़ियो (डायग्राम, चार्ट), लूप (सहयोगी कार्यस्थल), और एक्सेस (डेटाबेस) भी।

हालांकि यह क्लाउड सेवाओं में अग्रणी नहीं है (जो अमेज़न के AWS द्वारा प्रभुत्व में है), माइक्रोसॉफ्ट अपने Azure प्लेटफ़ॉर्म के माध्यम से वैश्विक क्लाउड इन्फ्रास्ट्रक्चर का 20 % हिस्सा बनाता है, जो गूगल + अलीबाबा + ऑरेकल के संयुक्त हिस्से के बराबर है।

स्रोत: Statista

माइक्रोसॉफ्ट लिंक्डइन, गिटहब, एक्सबॉक्स, और दुनिया के कई बड़े वीडियो‑गेम स्टूडियो का भी मालिक है।

एआई के मामले में, माइक्रोसॉफ्ट ने उपभोक्ता ऐप्स की तुलना में तकनीकी उपयोग मामलों और व्यावसायिक अनुप्रयोगों पर अधिक ध्यान दिया है, विशेष रूप से AI4Science कार्यक्रम के साथ, जो वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए उपयोगी एआई प्रदान करता है।

उदाहरण के लिए, यह सामग्री वैज्ञानिकों के काम को तेज़ करता है, जिससे नई अणुओं या बैटरी इलेक्ट्रोड की डिजाइन में एआई 32 मिलियन संभावित सामग्री को 500 हजार उम्मीदवारों तक घटाता है, और फिर 80 घंटे से कम समय में 800 तक लाता है।

स्रोत: Microsoft [securities_stock_price_tag symbol="MSFT" exchange="NASDAQ"]

Unilever जैसी कंपनियां पहले ही इस “जनरेटिव केमिस्ट्री” का उपयोग करके अपने वैज्ञानिक खोजों को तेज़ कर रही हैं.

अब तक, क्वांटम कंप्यूटिंग के संदर्भ में, माइक्रोसॉफ्ट गूगल या आईबीएम की तुलना में पीछे लग रहा था; यह Azure Quantum के साथ क्वांटम कंप्यूटिंग क्लाउड सेवाएँ प्रदान कर रहा था। यह सेवा “हाइब्रिड कंप्यूटिंग” भी प्रदान कर सकती है, जो क्वांटम कंप्यूटिंग को पारंपरिक क्लाउड‑आधारित सुपरकंप्यूटर सेवा के साथ मिलाती है।

स्रोत: Microsoft

जैसे ही माइक्रोसॉफ्ट ने शुरुआती 2025 में अपना स्वयं का मैजराना कण‑आधारित चिप जारी किया, कंपनी क्वांटम कंप्यूटिंग में वैश्विक नेताओं में से एक बन गई।

त्रिपलेट सुपरकंडक्टर्स जैसी नई सामग्री या रियल‑टाइम कैलिब्रेशन की नई संभावनाओं के साथ, संभावना है कि माइक्रोसॉफ्ट प्रगति जारी रखेगा और इन नए उपकरणों को अपने क्वांटम कंप्यूटरों में एकीकृत करेगा।

(आप हमारे लेख को भी पढ़ सकते हैं जो माइक्रोसॉफ्ट पर विस्तृत रूप से प्रकाश डालता है, ताकि कंपनी को बेहतर समझा जा सके।)

नवीनतम माइक्रोसॉफ्ट (MSFT) स्टॉक समाचार और विकास

उद्धृत अध्ययन

<sup>1. F. Colangelo et al, Unveiling Intrinsic Triplet Superconductivity in Noncentrosymmetric NbRe through Inverse Spin-Valve Effects. Phys. Rev. Lett. 135, 226002 – प्रकाशित 25 नवंबर, 2025. DOI: https://doi.org/10.1103/q1nb-cvh6
2. Fabrizio Berritta, et al. Real-Time Adaptive Tracking of Fluctuating Relaxation Rates in Superconducting Qubits. Phys. Rev. X 16, 011025 – प्रकाशित 13 फरवरी, 2026. DOI: https://doi.org/10.1103/gk1b-stl3</sup>