Microsoft’s Quantum Computing Breakthrough

Why in the news? Microsoft recently announced a major breakthrough in quantum computing—a new way to create qubits (quantum bits) that are more stable and scalable than current methods. The company claims this technology could accelerate the development of practical quantum computers, potentially reducing the timeline from decades to just a few years. However, this announcement has invited skepticism due to the unprecedented nature of the claims and the difficulty of achieving such a feat.

Key Points:

1. What is Quantum Computing?

   • Quantum computing is a revolutionary technology that leverages the unique properties of quantum particles (like superposition and entanglement) to perform computations much faster than classical computers.
   • Traditional computers process data in bits (0 or 1), while quantum computers use qubits, which can exist in multiple states (0, 1, or both simultaneously) due to superposition.
   • This enables parallel processing and exponentially faster computations for complex problems.

2. Challenges in Quantum Computing:

   • Stability of qubits: Quantum states are fragile and easily disturbed by external factors (temperature, pressure, or observation), causing errors.
   • Error correction: Quantum computers require extensive error-correction mechanisms, which demand a very high number of physical qubits for each error-corrected (logical) qubit.
   • Scalability: Current quantum computers are limited to systems with a few hundred or thousand qubits, far from the million-qubit threshold needed for practical applications.

3. What has Microsoft achieved?

   • Microsoft claims to have found a novel process for creating more stable qubits, addressing the issues of fragility and error rates.
   • The company believes this advancement will make it possible to build a million-qubit quantum computer within a few years, compared to other methods that are still far from this goal.
   • This process also significantly improves scalability and reduces the number of physical qubits needed for error correction.

4. Why is this significant?

   • Achieving stable qubits could be a milestone in quantum physics because it involves working with a theoretical physical state that has never been successfully attained before.
   • If verified, Microsoft’s claims could revolutionize the field, enabling quantum computers to tackle real-world problems like drug discovery, material design, and climate modeling.

5. Skepticism and Scrutiny:

   • Scientists are skeptical because the physical state required for this breakthrough is extremely difficult to achieve.
   • As quantum computing is a field with numerous failed attempts and inflated claims, Microsoft’s announcement is undergoing intense scientific scrutiny.

6. Expert Opinion:

   • Arindam Ghosh, a professor at IISc Bangalore, said achieving a million-qubit system with fewer errors would be a game-changer, significantly advancing the development of quantum computing.
   • However, he emphasized the difficulty of this achievement, noting the scrutiny is expected given the boldness of Microsoft’s claim.

Why is it important?

Quantum computing has the potential to transform industries by solving problems that are impossible for classical computers. If Microsoft’s breakthrough holds up to scrutiny, it could:

• Accelerate scientific research.
• Revolutionize industries like healthcare, cryptography, and artificial intelligence.
• Address global challenges like climate change and food security.

समाचार में क्यों?

Microsoft ने हाल ही में क्वांटम कंप्यूटिंग में एक बड़ी प्रगति का दावा किया है—एक नई प्रक्रिया विकसित की है जिससे क्वबिट्स (Quantum Bits) बनाए जा सकते हैं, जो मौजूदा तरीकों की तुलना में अधिक स्थिर और मापनीय (scalable) हैं। कंपनी का दावा है कि यह तकनीक व्यावहारिक क्वांटम कंप्यूटर के विकास को दशकों से घटाकर कुछ वर्षों में ला सकती है। हालांकि, इस दावे की अभूतपूर्व प्रकृति और इसे प्राप्त करने में होने वाली कठिनाइयों के कारण इस पर संदेह भी जताया जा रहा है।

मुख्य बिंदु:

क्वांटम कंप्यूटिंग क्या है?

• क्वांटम कंप्यूटिंग एक क्रांतिकारी तकनीक है जो क्वांटम कणों (जैसे सुपरपोज़िशन और एंटैंगलमेंट) की अनूठी विशेषताओं का उपयोग करती है, जिससे गणना पारंपरिक कंप्यूटरों की तुलना में कहीं अधिक तेज़ी से की जा सकती है।
• पारंपरिक कंप्यूटर डेटा को बिट्स (0 या 1) के रूप में प्रोसेस करते हैं, जबकि क्वांटम कंप्यूटर क्वबिट्स का उपयोग करते हैं, जो सुपरपोज़िशन के कारण एक साथ 0 और 1 दोनों स्थितियों में हो सकते हैं।
• यह पैरेलल प्रोसेसिंग को सक्षम करता है, जिससे जटिल समस्याओं का समाधान कई गुना तेज़ी से किया जा सकता है।

क्वांटम कंप्यूटिंग में चुनौतियाँ:

1. क्वबिट्स की स्थिरता:

   • क्वांटम स्थितियाँ बहुत नाजुक होती हैं और बाहरी कारकों (जैसे तापमान, दबाव या अवलोकन) से आसानी से बाधित हो जाती हैं, जिससे त्रुटियाँ होती हैं।

2. त्रुटि सुधार (Error Correction):

   • क्वांटम कंप्यूटरों में बड़ी मात्रा में त्रुटि-सुधार तंत्र की आवश्यकता होती है, जिसके लिए प्रत्येक त्रुटि-सुधारित (logical) क्वबिट के लिए कई भौतिक क्वबिट्स की आवश्यकता होती है।

3. मापनीयता (Scalability):

   • वर्तमान क्वांटम कंप्यूटर कुछ सौ या हजार क्वबिट्स तक सीमित हैं, जबकि वास्तविक अनुप्रयोगों के लिए दस लाख क्वबिट्स की आवश्यकता होती है।

Microsoft ने क्या हासिल किया है?

• Microsoft का दावा है कि उन्होंने क्वबिट्स बनाने की एक नई प्रक्रिया खोजी है, जो इन्हें अधिक स्थिर बनाती है और त्रुटि दर को कम करती है।
• कंपनी का मानना है कि यह विकास कुछ वर्षों के भीतर दस लाख क्वबिट्स वाला क्वांटम कंप्यूटर बनाने को संभव बनाएगा, जबकि अन्य विधियाँ अभी इस लक्ष्य से बहुत दूर हैं।
• यह प्रक्रिया मापनीयता को भी बेहतर बनाती है और त्रुटि-सुधार के लिए आवश्यक भौतिक क्वबिट्स की संख्या को कम करती है।

यह क्यों महत्वपूर्ण है?

• स्थिर क्वबिट्स प्राप्त करना क्वांटम भौतिकी में एक मील का पत्थर हो सकता है क्योंकि यह एक सैद्धांतिक भौतिक अवस्था के साथ काम करता है जिसे पहले कभी सफलतापूर्वक प्राप्त नहीं किया गया।
• यदि यह दावा सत्यापित होता है, तो यह क्षेत्र में क्रांति ला सकता है, जिससे क्वांटम कंप्यूटर ड्रग्स की खोज, सामग्री डिज़ाइन, और जलवायु मॉडलिंग जैसी वास्तविक समस्याओं का समाधान कर सकते हैं।

संदेह और जांच:

• वैज्ञानिक संदेह कर रहे हैं क्योंकि इस उपलब्धि के लिए आवश्यक भौतिक अवस्था प्राप्त करना अत्यंत कठिन है।
• चूंकि क्वांटम कंप्यूटिंग में पहले भी कई असफल प्रयास और अतिरंजित दावे किए गए हैं, Microsoft की घोषणा का गहन वैज्ञानिक परीक्षण किया जा रहा है।

विशेषज्ञ की राय:

• आईआईएससी बेंगलुरु के प्रोफेसर अरिंदम घोष ने कहा कि कम त्रुटियों वाले दस लाख क्वबिट्स वाले सिस्टम को प्राप्त करना एक गेम-चेंजर होगा, जिससे क्वांटम कंप्यूटिंग के विकास में उल्लेखनीय प्रगति होगी।
• हालांकि, उन्होंने इस उपलब्धि की कठिनाई पर भी जोर दिया और कहा कि इस तरह के बड़े दावों की गहन जांच स्वाभाविक है।

यह क्यों महत्वपूर्ण है?

क्वांटम कंप्यूटिंग का उद्योगों को बदलने की क्षमता है क्योंकि यह उन समस्याओं को हल कर सकता है जो पारंपरिक कंप्यूटरों के लिए असंभव हैं। यदि Microsoft का यह दावा सत्य साबित होता है, तो यह:

• वैज्ञानिक अनुसंधान को तेज़ कर सकता है।
• स्वास्थ्य सेवा, क्रिप्टोग्राफी, और कृत्रिम बुद्धिमत्ता जैसे क्षेत्रों में क्रांति ला सकता है।
• जलवायु परिवर्तन और खाद्य सुरक्षा जैसे वैश्विक मुद्दों को संबोधित कर सकता है।