मेजराना 2 के अंदर: AI-डिज़ाइन किया गया टोपोलॉजिकल चिप जो 2029 तक व्यावहारिक क्वांटम कंप्यूटर दे सकता है

एक उपयोगी क्वांटम कंप्यूटर बनाने की दौड़ में अब एक नई, तेज़ समयसीमा जुड़ गई है। सैन फ्रांसिस्को में आयोजित अपनी बिल्ड कॉन्फ्रेंस में, माइक्रोसॉफ्ट ने मेजराना 2 का अनावरण किया, जो एक अगली पीढ़ी की क्वांटम प्रोसेसिंग यूनिट है। यह चिप कंपनी की 20 साल पुरानी टोपोलॉजिकल क्यूबिट की खोज में एक महत्वपूर्ण मोड़ का प्रतिनिधित्व करती है। इसे एक क्रांतिकारी विचार पर बनाया गया है: लाखों अतिरिक्त एरर-करेक्शन क्यूबिट्स की मदद से स्थिरता हासिल करने के बजाय, डिज़ाइन द्वारा ही क्यूबिट्स को त्रुटियों के प्रति प्रतिरोधी बनाने के लिए एक्ज़ॉटिक फिज़िक्स का उपयोग करना ।

हेडलाइन आँकड़ा पहली पीढ़ी के मेजराना 1 की तुलना में क्यूबिट विश्वसनीयता में 1,000 गुना सुधार और साथ ही एक प्रतिमान-बदलने वाली 20 सेकंड की औसत क्यूबिट लाइफटाइम है । इसे परिप्रेक्ष्य में रखें तो, Google और IBM जैसे दिग्गजों के अधिकांश सुपरकंडक्टिंग और ट्रैप्ड-आयन क्यूबिट माइक्रोसेकंड में अपनी क्वांटम अवस्था खो देते हैं । यह छलांग सिर्फ एक प्रयोगशाला परिणाम नहीं है — यही कारण है कि माइक्रोसॉफ्ट ने स्केलेबल क्वांटम कंप्यूटर के अपने रोडमैप को 2033 की समयसीमा से घटाकर आधा करते हुए 2029 कर दिया है ।

मुख्य सफलता: एक नया मटेरियल स्टैक

प्रदर्शन में उछाल की जड़ें मटेरियल साइंस में हैं। मेजराना 2 के लिए, माइक्रोसॉफ्ट की क्वांटम टीम ने चिप के अवयवों को पूरी तरह से बदल दिया। सबसे बड़ा बदलाव सुपरकंडक्टर को एल्युमीनियम से बदलकर लेड (Pb) करना था। सेमीकंडक्टर एक्टिव रीजन को भी इंडियम आर्सेनाइड और इंडियम आर्सेनाइड एंटीमोनाइड के संयोजन से अपडेट किया गया, जिसमें निर्माण प्रक्रिया में एंटीमनी (Sb) की एक परत जोड़ी गई ।

यह नया स्टैक एक अधिक स्थिर "टोपोलॉजिकल फेज़" बनाता है, जो पदार्थ की वह एक्ज़ॉटिक अवस्था है जहाँ मेजराना ज़ीरो मोड क्वांटम जानकारी की रक्षा के लिए उभरते हैं । टोपोलॉजिकल गैप नामक एक प्रमुख मीट्रिक, मेजराना 1 डिज़ाइन की तुलना में दोगुने से भी अधिक हो गई । एक बड़ा टोपोलॉजिकल गैप वह ढाल है जो सक्रिय रूप से उस पर्यावरणीय शोर को दबाता है जो आम तौर पर क्यूबिट की नाजुक अवस्था को नष्ट कर देता है। परिणाम एक ऐसा क्यूबिट है जो माइक्रोसेकंड पैमाने पर गेट ऑपरेशन कर सकता है जबकि औसतन 20 सेकंड तक जीवित रहता है, कुछ मामलों में यह एक मिनट से अधिक भी हो जाता है ।

कैसे एजेंटिक AI ने डिज़ाइन को तेज़ी दी

इस परिमाण की भौतिक सफलता में आमतौर पर वर्षों के थकाऊ प्रयोगशाला प्रयोग लगते हैं, लेकिन माइक्रोसॉफ्ट ने अपने ही एक गुप्त हथियार: एजेंटिक AI का इस्तेमाल किया। क्वांटम हार्डवेयर टीम ने माइक्रोसॉफ्ट डिस्कवरी के साथ साझेदारी की, जो एक AI प्लेटफॉर्म है जिसे विशाल और जटिल डिज़ाइन स्पेस की खोज करके वैज्ञानिक अनुसंधान को गति देने के लिए डिज़ाइन किया गया है ।

मैन्युअल रूप से मटेरियल के संयोजनों का परीक्षण करने के बजाय, AI एजेंट को एक स्थिर मटेरियल स्टैक और अनुकूलित डिवाइस ज्यामिति की पहचान करने का काम सौंपा गया था। माइक्रोसॉफ्ट के तकनीकी फेलो और क्वांटम हार्डवेयर के प्रमुख, चेतन नायक ने कहा कि एजेंटिक AI उस तीव्र गति के लिए महत्वपूर्ण था जिसने मेजराना 2 की विश्वसनीयता में उछाल पैदा किया, जिससे टीम को उन बाधाओं को पार करने में मदद मिली जिन्होंने पहले टोपोलॉजिकल क्यूबिट प्रदर्शन को रोक रखा था । संक्षेप में, AI ने सिर्फ सिमुलेशन नहीं चलाए — इसने सक्रिय रूप से नए चिप आर्किटेक्चर का आविष्कार करने में मदद की ।

आक्रामक 2029 की समयसीमा और आगे की राह

1,000 गुना विश्वसनीयता लाभ हासिल करने के साथ, माइक्रोसॉफ्ट अपना क्वांटम कैलेंडर फिर से लिख रहा है। वह कंपनी जो कभी स्केलेबल क्वांटम मशीन के लिए 2033 की समयसीमा की बात करती थी, अब 2029 का लक्ष्य बना रही है — मात्र तीन साल दूर । माइक्रोसॉफ्ट के क्वांटम के कॉरपोरेट उपाध्यक्ष, जुल्फी आलम ने कहा है कि लक्ष्य इस दशक के अंत तक डेटा सेंटरों में व्यावसायिक मूल्य वाली मशीनें रखना है ।

माइक्रोसॉफ्ट के रोडमैप पर अगला ठोस कदम इन टोपोलॉजिकल क्यूबिट्स पर आधारित एक "फॉल्ट-टॉलरेंट प्रोटोटाइप" बनाना है, और यह "दशकों नहीं, बल्कि वर्षों" की समयसीमा पर होगा । मेजराना 1 के समय से अपरिवर्तित अंतिम दृष्टि, एक ही चिप पर दस लाख क्यूबिट्स तक स्केल करने की है, जो हाथ की हथेली में फिट हो सके ।

वैज्ञानिक संदेह जो अभी भी बना हुआ है

हार्डवेयर की सारी प्रगति के बावजूद, मेजराना 2 एक ऐसे वैज्ञानिक समुदाय में प्रवेश करता है जो अभी भी माइक्रोसॉफ्ट के टोपोलॉजिकल दावों के बारे में गहरी सावधानी बरतता है। पिछले साल मेजराना 1 की घोषणा पर इस बात को लेकर महत्वपूर्ण बहस हुई थी कि क्या कंपनी ने वास्तव में एक टोपोलॉजिकल क्यूबिट बनाया था, और सहकर्मी-समीक्षित मान्यता एक खुला प्रश्न बनी हुई है । कंपनी के शुरुआती मूलभूत अनुसंधान का एक प्रमुख नेचर पेपर भी अतीत में वापस ले लिया गया था ।

जहाँ डॉ. नायक नए चिप को इस बात के प्रमाण के रूप में प्रस्तुत करते हैं कि बड़े पैमाने पर प्रगति संभव है, वहीं कुछ शोधकर्ता अभी भी आश्वस्त नहीं हैं। 2029 की समयसीमा, जैसा कि साइंस पत्रिका ने रिपोर्ट किया है, "प्रचार से सराबोर क्षेत्र" में भी साहसिक मानी जाती है । पैरिटी लाइफटाइम और टोपोलॉजिकल गैप में सुधार प्रभावशाली डिवाइस-स्तरीय मीट्रिक हैं, लेकिन संशयवादी बताते हैं कि केवल एक लंबे समय तक जीवित रहने वाला क्यूबिट अपने आप में दस लाख-क्यूबिट मशीन का स्पष्ट रास्ता साबित नहीं करता है। माइक्रोसॉफ्ट अपने विवादास्पद दृष्टिकोण पर दोगुना जोर दे रहा है, और अगले तीन साल इस बात की अंतिम परीक्षा होंगे कि क्या वह सही था।