भूमिका
क्वांटम कंप्यूटिंग, क्वांटम यांत्रिकी के उन्नत सिद्धांतों—सुपरपोजिशन, एंटैंगलमेंट और इंटरफेरेंस पर आधारित एक क्रांतिकारी तकनीक है। भारत को इस रणनीतिक डीप-टेक क्षेत्र में आत्मनिर्भर और अग्रणी बनाने के लिए केंद्र सरकार ने ₹6,003.65 करोड़ के परिव्यय के साथ 'राष्ट्रीय क्वांटम मिशन' (2023-31) की शुरुआत की है।
पारंपरिक बनाम क्वांटम कंप्यूटिंग में अंतर
- मूल डेटा इकाई: पारंपरिक कंप्यूटर बाइनरी 'बिट्स' (0 या 1 की निश्चित अवस्था) पर काम करते हैं, जबकि क्वांटम कंप्यूटर 'क्यूबिट्स' (Qubits) का उपयोग करते हैं, जो सुपरपोजिशन के कारण एक ही समय में 0 और 1 दोनों अवस्थाओं में रह सकते हैं।
- प्रोसेसिंग क्षमता: क्लासिकल कंप्यूटर क्रमिक (Sequential) गणनाएँ करते हैं, जबकि क्वांटम कंप्यूटर 'एंटैंगलमेंट' के माध्यम से विशाल समानांतर (Parallel) गणनाएँ निष्पादित करते हैं।
- तर्क प्रणाली: पारंपरिक कंप्यूटिंग निर्धारक (Deterministic/Boolean) तर्क पर आधारित है, जबकि क्वांटम कंप्यूटिंग 'क्वांटम इंटरफेरेंस' का उपयोग कर संभाव्यता (Probabilistic) आधारित सटीक परिणाम प्रदान करती है।
- गणना गति एवं जटिलता: पारंपरिक सुपरकंप्यूटर जिन गणनाओं को हल करने में हजारों वर्ष का समय लेते हैं, क्वांटम कंप्यूटर उन्हें 'क्वांटम सुप्रीमेसी' के दम पर कुछ ही मिनटों में पूरा कर सकते हैं।
प्रमुख अनुप्रयोग
- रक्षा व राष्ट्रीय सुरक्षा: डेटा सुरक्षा हेतु पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी (PQC) विकसित करना तथा स्टील्थ लड़ाकू विमानों और मिसाइलों को ट्रैक करने के लिए अति-संवेदनशील 'क्वांटम रडार' का निर्माण।
- अंतरिक्ष व मेट्रोलॉजी: डीप-स्पेस नेविगेशन और NavIC उपग्रह प्रणाली की सटीकता बढ़ाने के लिए क्वांटम परमाणु घड़ियों और उच्च-संवेदनशीलता वाले मैग्नेटोमीटर का विकास।
- ऊर्जा व सामग्री विज्ञान: इलेक्ट्रिक वाहनों (EV) के लिए उच्च-ऊर्जा सघनता वाली बैटरी का आणविक सिमुलेशन और रूम-टेम्परेचर सुपरकंडक्टर्स का अनुसंधान।
- स्वास्थ्य एवं जैव-प्रौद्योगिकी: आणविक स्तर पर प्रोटीन फोल्डिंग के अध्ययन और जीवन रक्षक टीकों व दवाओं की त्वरित खोज (Drug Discovery) में सहायता।
भारत के समक्ष उपस्थित तकनीकी चुनौतियाँ
- हार्डवेयर व क्वांटम फाउंड्री का अभाव: भारत में सिलिकॉन या फोटोनिक्स आधारित क्वांटम चिप्स के निर्माण हेतु उन्नत फैब्रिकेशन और फाउंड्री बुनियादी ढांचा उपलब्ध नहीं है, जिससे देश पूरी तरह आयात पर निर्भर है।
- डिकोहेरेंस और क्रायोजेनिक सीमाएँ: क्यूबिट्स पर्यावरणीय हलचल के प्रति अत्यंत संवेदनशील होते हैं। इन्हें स्थिर रखने के लिए 'परम शून्य' (-273°C) तापमान और जटिल क्रायोजेनिक अवसंरचना की आवश्यकता होती है, जो भारत में सीमित है।
- R&D में सीमित निवेश: भारत का कुल सकल अनुसंधान एवं विकास (GERD) व्यय सकल घरेलू उत्पाद का मात्र लगभग 0.84% है, जो अमेरिका और चीन (2.6% से अधिक) के भारी पूंजीगत निवेश की तुलना में काफी कम है।
- कुशल मानव संसाधन का अंतर: क्वांटम भौतिकी, क्वांटम एल्गोरिदम और फोटोनिक्स के संयोजन वाले अंतःविषय विशेषज्ञों और शोधकर्ताओं की देश में तीव्र कमी है।
निष्कर्ष
क्वांटम कंप्यूटिंग केवल एक तकनीकी उन्नति नहीं, बल्कि भविष्य की संप्रभुता और आर्थिक सुरक्षा की रणनीतिक आवश्यकता है। राष्ट्रीय क्वांटम मिशन के 4 थिमैटिक हब्स (T-Hubs) और डीप-टेक स्टार्टअप्स को सुदृढ़ कर भारत 'सरकार-उद्योग-शिक्षा' (Triple-Helix) मॉडल के जरिए वैश्विक क्वांटम महाशक्ति बन सकता है।