જ્યારથી કમ્પ્યુટરનો ઉદ્ભવ થયો છે ત્યારથી કમ્પ્યુટર આપણને અલગ અલગ ક્ષેત્રે ખૂબ જ મદદરૂપ થતું આવ્યું છે. કમ્પ્યૂટરના ઉદ્ભવથી અત્યાર સુધીની તમામ જનરેશનને જો જોવામાં આવે તો કમ્પ્યૂટર અત્યારના સમયની છઠ્ઠી જનરેશન સુધી પહોંચતા સુધીમાં ખૂબ જ શક્તિશાળી બની ચૂક્યું છે તેમજ તેના કદમાં પણ તમામ જનરેશનમાં ઘટાડો થવા પામ્યો છે. કમ્પ્યૂટરની અત્યારની જનરેશનમાં આપણને ક્વોન્ટમ કમ્પ્યૂટર શબ્દ અલગ અલગ સ્રોતથી જાણવા મળી રહ્યો છે, ત્યારે સ્વાભાવિક છે કે કુતૂહલ થાય કે આ પાછું કેવા પ્રકારનું કમ્પ્યૂટર! તો આજે આપણે ક્વોન્ટમ કમ્પ્યૂટર શું છે, તેના મહત્વના ઘટકો કયા છે આજના યુગમાં અને આવનારા ભવિષ્યમાં, તે મુખ્ય કેવા પ્રકારની સમસ્યાઓને ઉકેલી શકશે તે બાબતને જાણીશું.
ક્વોન્ટમ કમ્પ્યૂટર એટલે શું?
ક્વોન્ટમ કમ્પ્યૂટર એ એક પ્રકારનું ભવિષ્યનું કમ્પ્યૂટર મશીન ગણાય છે, જે ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ કરીને વધુ જટિલ પ્રકારની ગણતરીઓ સહજતાથી કરી શકે છે. અત્યારના સમયમાં ઉપલબ્ધ કમ્પ્યૂટરો એ ક્લાસિકલ કમ્પ્યૂટર્સની શ્રેણીમાં આવે છે. ક્લાસિકલ કમ્પ્યૂટર્સ જે 0 અથવા 1 (બાયનરી અંકો)નું પ્રતિનિધિત્વ કરતા બિટ્સ (બાયનરી ડિજિટ્સ)નો ઉપયોંગ કરે છે. તેનાથી વિપરીત ક્વોન્ટમ કમ્પ્યૂટર્સ ક્યૂબિટ્સનો ઉપયોગ કરે છે. ક્યૂબિટ્સ અવસ્થાઓને સુપરપોઝિશનમાં અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે, એટલે કે તેઓ એકસાથે જ 0 અને 1 બંને હોઈ શકે છે. આમ, તે ક્વોન્ટમ કમ્પ્યૂટર્સને એકસાથે કોઈ એક કાર્યમાં ઘણી શક્યતાઓ શોધવાની મંજૂરી આપે છે. ક્યૂબિટ્સ 1 અવસ્થાઓ જે તેમને ચોક્કસ પ્રકારની સમસ્યાઓને ઉકેલવા માટે ક્લાસિકલ કમ્પ્યૂટર્સ કરતાં સંભવિત રીતે વધુ ઝડપી બનાવે છે.
ક્વોન્ટમ કમ્પ્યૂટર અગત્યના ઘટકો:
(૧) ક્યૂબિટ્સ: ક્યૂબિટ્સ ક્વોન્ટમ કમ્પ્યૂટરમા માહિતીનો મુળભુત એકમ છે. ક્યૂબિટ્સ વિવિધ પ્રકારની જટિલ ગણતરીઓ કરવા માટે સુપરપોઝિશન અને એન્ટેન્ગલમેન્ટ જેવી ક્વોન્ટમ ઘટનાઓનો ઉપયોગ બહોળા પ્રમાણમાં કરે છે.
(૨) સુપરપોઝિશનઃ સુપરપોઝિશન એટલે એક જ સમયે બહુવિધ બાયનરી અવસ્થાઓ (0 અને 1)માં રહેવાની ક્યૂબિટની ક્ષમતા, જે ગણતરીની શક્યતાઓને મોટા પ્રમાણમાં વધારે છે અને સમગ્ર પ્રક્રિયાને ઝડપી બનાવે છે.
(૩) એન્ટેન્ગલમેન્ટ: એ કણો વચ્ચેનો ક્વોન્ટમ સહસંબંધ છે, જે ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સનો એક મૂળભૂત ખ્યાલ છે. તે ક્વોન્ટમ સિસ્ટમ્સની એક અનોખી વિશેષતા છે, જેનું મુખ્ય કાર્ય ક્વોન્ટમ કમ્પ્યૂટર્સને એવી ગણતરીઓ કરવાની મંજૂરી આપે છે, જે ક્લાસિકલ કમ્પ્યૂટર્સ સાથે શક્ય હોતી નથી.
(૪) ક્વોન્ટમ અલ્ગોરિધમ્સઃ સુપરપોઝિશન અને એન્ટેન્ગલમેન્ટનો ઉપયોગ કરવા માટે રચાયેલ અલ્ગોરિધમ્સ અથવા વિચાર, જેનું મુખ્ય કાર્ય ક્વોન્ટમ કમ્પ્યૂટર્સને ક્લાસિકલ કમ્પ્યૂટર્સ માટે જટિલમાં જટિલ સમસ્યાઓ હલ કરવા માટે સક્ષમ બનાવે છે.
કયા પ્રકારની સમસ્યાઓ હલ કરી શકશે?
(૧) ક્વોન્ટમ સિસ્ટમ્સનું અનુકરણ: આ વિજ્ઞાન અને દવા શોધ જેવાં ક્ષેત્રોમાં ક્રાંતિ લાવી શકે છે, કારણ કે તે વૈજ્ઞાનિકોને જટિલ અણુઓ અને પ્રતિક્રિયાઓનું સચોટ મોડેલ બનાવવાની મંજૂરી આપશે.
(૨) ક્વોન્ટમ સિસ્ટમ્સનું ઓપ્ટિમાઇઝેશનઃ એ વિશાળ સંખ્યામાં રહેલ શક્યતાઓમાંથી શ્રેષ્ઠ ઉકેલ શોધવામાં ખૂબ જ મદદરૂપ થઈ શકે છે, જેનો ઉપયોગ લોજિસ્ટિક્સ, ફાઈનાન્સ અને આર્ટિફિશિયલ ઈન્ટેલિજન્સમાં થાય છે.
(૩) ફેક્ટરિંગ પ્રક્રિયામાં મદદરૂપ: ફેક્ટરિંગ પ્રક્રિયા ક્રિપ્ટોગ્રાફીમાં ખૂબ જ મદદરૂપ સાબિત થશે, કારણ કે ઘણી એન્ક્રિપ્શન પદ્ધતિઓ મોટી સંખ્યાઓના ફેક્ટરિંગની મુશ્કેલી પર આધાર રાખે છે. ક્રિપ્ટોગ્રાફીમાં ‘મોટી સંખ્યાઓનું ફેક્ટરિંગ’ એ ખૂબ મોટી સંયુક્ત સંખ્યાને તેનાં મુખ્ય પરિબળોમાં વિભાજિત કરવાની પ્રક્રિયાનો ઉલ્લેખ કરે છે. મૂળભૂત રીતે મોટી સંખ્યાનું ફેક્ટરિંગ કરવું જેટલું મુશ્કેલ છે, તેટલું એન્ક્રિપ્શન સિસ્ટમ વધુ સુરક્ષિત બની શકે છે.
