गूगलने काही दिवसांपूर्वी जाहीर केलेल्या माहितीनुसार त्यांना क्वांटम कॉम्प्युटिंगमध्ये मोठं यश मिळालं असून त्यांनी त्यांची स्वतःची Willow (विलो) नावाची अत्याधुनिक क्वांटम कॉम्प्युटिंग चिप तयार केली आहे. एका बेंचमार्क कॉम्प्युटेशनमध्ये सध्याच्या सर्वोत्तम सुपरकम्प्युटरला 10 septillion (1025 म्हणजे १० वर २५ शून्य इतकी) वर्षं लागली असती अशी गणितं ही चिप अवघ्या ५ मिनिटात पूर्ण करू शकेल असं गूगलने सांगितलं आहे!
गेली दहा वर्षं गूगलच्या क्वांटम टीमकडून यावर काम सुरू आहे. क्वांटम कॉम्प्युटिंगचा वापर करत असताना होणाऱ्या चुका बऱ्याच अंशी कमी करण्यात आल्याचं प्रात्यक्षिक गूगलने दिलं असून ही अडचण गेली ३० वर्षं संशोधकांना पहावी लागली आहे.
क्वांटम कॉम्प्युटिंग (Quantum Computing) म्हणजे काय ?
आपण सध्या जे कॉम्प्युटिंग जग पाहतो ते सर्व बायनरी कोडवर आधारित आहे ज्यामध्ये फक्त 0 आणि 1 चा वापर झालेला असतो. यांना बिट्स (bits) म्हटलं जातं. मात्र क्वांटम कॉम्प्युटिंग बिट्स ऐवजी Quantum bits/क्युबिट्सचा (qubit) समावेश आहे. यामध्ये क्वांटम मेकॅनिक्स (मराठीत पुंज यामिकी) मधील तत्वांचा वापर करून 0 आणि 1 यांचा एकाचवेळी एकत्र येऊन वापर केला जातो. यामुळेच सध्याच्या सुपरकम्प्युटर्सना सुद्धा शक्य नसलेल्या गोष्टी अवघ्या काही मिनिटात करण्याची किमया क्वांटम कॉम्प्युटर्स करू शकतात.
क्वांटम कॉम्प्युटिंगचं वैशिष्ट्य असलेल्या सुपरपोझिशनमध्ये, क्यूबिट्स आपल्या दोन आधारभूत अवस्थांच्या (0 आणि 1) लिनिअर कॉम्बिनेशनमध्ये अस्तित्वात राहू शकतात. याचा अर्थ असा की क्यूबिट एकाच वेळी 0 आणि 1 दोन्ही असू शकतो. जरी ते भौतिकरित्या विभक्त असले तरी एन्टँगलमेंटमध्ये दोन किंवा अधिक क्यूबिट्स एकत्रितपणे एका क्वांटम स्थितीमध्ये येतात ज्यामुळे त्यांच्यातील संबंध क्लिष्ट बनतो. Quantum State मध्ये म्हणजे एकाचवेळी (०,०), (०,१), (१,०), (१,१) यापैकी कोणत्याही स्थितीत हे सबअटॉमिक पार्टिकल राहू शकतात आणि यावर नियंत्रण मिळवणं हेच सध्याच्या संशोधकांना आव्हान आहे.
क्वांटम कॉम्प्युटिंग (Quantum Computing) म्हणजे असं कॉम्प्युटिंग जे माहिती साठवण्यासाठी उपआण्विक कणांच्या (Subatomic Particles) एकाचवेळी अनेक स्थिती (Quantum State) मध्ये राहण्याच्या गुणधर्माचा वापर करते.
अर्थात ही अशी सोप्या शब्दात दोन चार वाक्यात समजून घेण्यासारखी गोष्ट नक्कीच नाही. यासंबंधीत सर्व बाबी बऱ्याच क्लिष्ट आणि अजूनही संशोधन सुरू असलेल्या आहेत.
सध्याचे संगणक किंवा कोणत्याही प्रकारची कॉम्प्युटिंग उपकरणं GPU आणि Multi Core प्रोसेसिंगवर गणितं बऱ्याच वेगाने करू शकत असली तरी त्यांना सध्याच्या तंत्रज्ञानाच्या मर्यादा आहेत. लॉजिक गेट्सवर आधारित या बिट्सना गणितं करता येत असली तरी त्यामध्ये होणारी सुधारणा मर्यादित राहील.
तेच जर क्वांटम कॉम्प्युटिंगच्या बाबतीत बोलायचं तर एरवी निव्वळ अशक्य असलेल्या किंवा हजारो लाखो वर्षं लागतील अशी गणितं क्वांटम गेट्सचा वापर करून अतिशय कमी कालावधीत करता येतील!
गूगलने सादर केलेली ही Willow चिप चक्क 105 Qubits वर काम करते! यामुळेच quantum error correction आणि random circuit sampling यअ दोन्ही बेंचमार्क (मापदंड) वर सध्याची सर्वोत्तम चिप ठरली आहे. गूगलच्या Quantum AI Lab चा व्हिडिओ : https://youtu.be/FgZ-8NFSysA
क्वांटम कॉम्प्युटर्स तयार करणं ही सुद्धा प्रचंड अवघड गोष्ट असून त्यांना खूप थंड वातावरणात ठेवावं लागतं. प्रत्यक्ष कामासाठी वापर करणं अजूनही शक्य झालेलं नाही. qubit तयार करणं एक मोठं आव्हान असून जर त्यांना तयार झाल्यावर भौतिक क्यूबिट त्याच्या वातावरणापासून पुरेसे वेगळे नसल्यास त्यामध्ये अनेक विसंगती दिसून येतात आणि पर्यायाने पारंपरिक क्वांटम संगणकांमध्ये त्रुटींचा दर वाढतो, परंतु विलोमध्ये क्यूबिट्स वाढल्यास त्रुटींचा दर गुणात्मकरीत्या कमी होतो. हे एक मोठे यश आहे, कारण त्रुटी सुधारणा क्वांटम संगणनाच्या क्षेत्रातील हे एक दीर्घकालीन आव्हान आहे.
गूगलच्या संशोधकांनी विलोच्या आर्किटेक्चरमध्ये एक नवीन पद्धत विकसित केली आहे, ज्यामुळे त्रुटी कमी करण्यास मदत होते. विलो चिप कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI) आणि मशीन लर्निंग (ML) अल्गोरिदमला प्रचंड वेगाने प्रोसेस करण्यास सक्षम आहे, ज्यामुळे ही क्षेत्रे जलदगतीने विकसित होऊ शकतात. आज जगाला ज्या अनेक प्रश्नांची उत्तरे तंत्रज्ञानाच्या मर्यादेमुळे मिळवणं अशक्य आहे ती उत्तरे क्वांटम कॉम्प्युटिंगचा वापराने मिळवता येऊ शकतील. एकूणच Quantum Mechanics आणि पर्यायाने Quantum Computing या दोन्ही गोष्टींमधील भविष्यातील शक्यतांचा आज विचार करायचा म्हणलं तरी ते अविश्वसनीय आणि चमत्कारिक वाटेल असंच आहे.
गूगलच्या क्वांटम कॉम्प्युटिंग AI टीमचे प्रमुख Hartmut Neven या भौतिकशास्त्रज्ञांच्या म्हणण्यानुसार अनेक समांतर विश्वांमध्ये (Parallel Universe) क्वांटम कॉम्प्युटिंग घडत असल्याच्या संकल्पनेला पुष्टी मिळेल असं दिसत असल्यामुळे आपण एका बहुविश्वाचा (Multiverse) चा भाग आहोत या कल्पनेला बळ देणारं आहे!
AI च्या शर्यतीत बऱ्यापैकी मागे पडलेल्या गूगलने गेल्या काही दिवसात Willow, व्हिडिओ तयार करण्यासाठी असलेलं Veo 2, Multimodal Live API with Gemini 2.0, इ. गोष्टी जाहीर करून त्यांचं स्थान दाखवून देण्याचा चांगला प्रयत्न केला आहे.
संदर्भ : https://blog.google/technology/research/google-willow-quantum-chip