अंतर्निहित त्रुटि सुधार के साथ एक भौतिक क्वबिट
क्वांटम कंप्यूटिंग के क्षेत्र में उल्लेखनीय प्रगति हुई है। Google और IBM जैसे बड़े वैश्विक खिलाड़ी पहले से ही क्लाउड-आधारित क्वांटम कंप्यूटिंग सेवाएं प्रदान कर रहे हैं। हालाँकि, क्वांटम कंप्यूटर अभी तक उन समस्याओं से निपटने में मदद नहीं कर सकते हैं जो तब होती हैं जब मानक कंप्यूटर अपनी क्षमताओं की सीमा तक पहुँच जाते हैं क्योंकि क्वैबिट या क्वांटम बिट्स, यानी क्वांटम जानकारी की बुनियादी इकाइयाँ, की उपलब्धता अभी भी अपर्याप्त है।
इसका एक कारण यह है कि क्वांटम एल्गोरिदम को चलाने के लिए नंगे क्वैब का तत्काल उपयोग नहीं होता है। जबकि पारंपरिक कंप्यूटरों के बाइनरी बिट्स 0 या 1 के निश्चित मानों के रूप में जानकारी संग्रहीत करते हैं, क्यूबिट्स एक ही समय में 0 और 1 का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं, जिससे उनके मूल्य के बारे में संभावना सामने आती है। इसे क्वांटम सुपरपोजिशन के रूप में जाना जाता है।
यह उन्हें बाहरी प्रभावों के प्रति अतिसंवेदनशील बनाता है, जिसका अर्थ है कि उनके द्वारा संग्रहीत जानकारी आसानी से खो सकती है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि क्वांटम कंप्यूटर विश्वसनीय परिणाम प्रदान करते हैं, एक तार्किक क्वबिट बनाने के लिए कई भौतिक क्वैबिट को एक साथ जोड़ने के लिए एक वास्तविक उलझाव उत्पन्न करना आवश्यक है । यदि इनमें से एक भौतिक क्वैबिट विफल हो जाता है, तो अन्य क्वैबिट जानकारी को बनाए रखेंगे। हालाँकि, कार्यात्मक क्वांटम कंप्यूटर के विकास को रोकने वाली मुख्य कठिनाइयों में से एक बड़ी संख्या में आवश्यक भौतिक क्वैबिट है।
फोटॉन-आधारित दृष्टिकोण के लाभ
क्वांटम कंप्यूटिंग को व्यवहार्य बनाने के लिए कई अलग-अलग अवधारणाओं को नियोजित किया जा रहा है। उदाहरण के लिए , बड़े निगम वर्तमान में सुपरकंडक्टिंग सॉलिड-स्टेट सिस्टम पर निर्भर हैं, लेकिन इनका नुकसान यह है कि वे केवल पूर्ण शून्य के करीब तापमान पर ही काम करते हैं। दूसरी ओर, फोटोनिक अवधारणाएँ कमरे के तापमान पर काम करती हैं।
एकल फोटॉन आमतौर पर यहां भौतिक क्वैबिट के रूप में काम करते हैं। ये फोटॉन, जो एक अर्थ में, प्रकाश के छोटे कण हैं, स्वाभाविक रूप से ठोस-अवस्था वाले क्वैबिट की तुलना में अधिक तेज़ी से काम करते हैं, लेकिन साथ ही, अधिक आसानी से खो जाते हैं। क्वबिट नुकसान और अन्य त्रुटियों से बचने के लिए, एक तार्किक क्वबिट बनाने के लिए कई एकल-फोटॉन प्रकाश दालों को एक साथ जोड़ना आवश्यक है - जैसा कि सुपरकंडक्टर-आधारित दृष्टिकोण के मामले में होता है।
त्रुटि सुधार की अंतर्निहित क्षमता वाला एक क्वबिट
टोक्यो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने जर्मनी में जोहान्स गुटेनबर्ग विश्वविद्यालय मेन्ज़ (जेजीयू) और चेक गणराज्य में पलाकी विश्वविद्यालय ओलोमौक के सहयोगियों के साथ मिलकर हाल ही में एक फोटोनिक क्वांटम कंप्यूटर के निर्माण के एक नए साधन का प्रदर्शन किया है। एक एकल फोटॉन का उपयोग करने के बजाय, टीम ने एक लेजर-जनित प्रकाश पल्स को नियोजित किया जिसमें कई फोटॉन शामिल हो सकते हैं। यह शोध साइंस जर्नल में प्रकाशित हुआ है ।
मेनज़ विश्वविद्यालय के प्रोफेसर पीटर वैन लॉक ने कहा, "हमारी लेजर पल्स को क्वांटम ऑप्टिकल स्थिति में परिवर्तित कर दिया गया है जो हमें त्रुटियों को ठीक करने की अंतर्निहित क्षमता प्रदान करता है।" "हालांकि सिस्टम में केवल एक लेज़र पल्स होता है और इसलिए यह बहुत छोटा है, यह सिद्धांत रूप में त्रुटियों को तुरंत समाप्त कर सकता है।" इस प्रकार, कई प्रकाश दालों के माध्यम से अलग-अलग फोटॉनों को क्वैबिट के रूप में उत्पन्न करने और फिर उन्हें तार्किक क्वैबिट के रूप में इंटरैक्ट करने की कोई आवश्यकता नहीं है।
वैन लॉक ने कहा, "एक मजबूत तार्किक क्वैबिट प्राप्त करने के लिए हमें केवल एक प्रकाश पल्स की आवश्यकता है।" इसे दूसरे शब्दों में कहें तो, इस प्रणाली में एक भौतिक क्वबिट पहले से ही एक तार्किक क्वबिट के बराबर है - एक उल्लेखनीय और अनूठी अवधारणा। हालाँकि, टोक्यो विश्वविद्यालय में प्रयोगात्मक रूप से निर्मित तार्किक क्वबिट अभी तक त्रुटि सहनशीलता के आवश्यक स्तर प्रदान करने के लिए पर्याप्त गुणवत्ता का नहीं था। बहरहाल, शोधकर्ताओं ने स्पष्ट रूप से प्रदर्शित किया है कि सबसे नवीन क्वांटम ऑप्टिकल तरीकों का उपयोग करके गैर-सार्वभौमिक रूप से सुधार योग्य क्वैबिट को सुधार योग्य क्वैबिट में बदलना संभव है।
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