క్వాంటం కంప్యూటింగ్ గురించి వివరణ తెలుగులో

క్వాంటం కంప్యూటర్లు సాధారణ కంప్యూటర్లకు భిన్నంగా, శక్తివంతమైన రీతిలో గణనలను జరపడానికి క్వాంటం ఫిజిక్స్‌కి చెందిన విచిత్రమైన, విశిష్టమైన నియమాలను ఉపయోగిస్తాయి.

కూకటి స్థాయిలో, సాధారణ కంప్యూటర్లు బిట్‌లను వాడుతాయి. ఒక్కో బిట్ విలువ 1 (ఒకటి) గా కానీ, లేదా 0 (సున్నా) గా కానీ ఉండగలదు (ఒక స్విచ్ లాగా). ఇంకో మాటలో చెప్పాలంటే కంప్యూటర్లలో సమాచారమంతా బిట్ల (1, 0 ల) రూపంలో, బైనరీ పద్ధతిలో ఉంటుంది. అయితే, క్వాంటం కంప్యూటర్లు బిట్లకు బదులుగా క్యూబిట్లను వాడుతాయి. ఈ క్యూబిట్లు 1గా కానీ, 0గా కానీ, లేక ఒకే సమయంలో 1 మరియు 0, రెండింటినీ కలిగిన ఇంకో ప్రత్యేక స్థితిలో ఉండగలవు. క్వాంటం మెకానిక్స్‌లో దీనినే సూపర్‌పొజిషన్ (superposition) అంటారు. క్వాంటం కంప్యూటర్లు ఎంటాంగిల్-మెంట్ (entanglement) అనే మరో సిద్ధాంతాన్ని కూడా వాడుతాయి. ఈ ఎంటాంగిల్-మెంట్ గురించి ప్రత్యేకంగా మరో వ్యాసంలో చర్చించుకుందాం.

ఇది తికమకగానే అనిపించినప్పటికీ అణువుల స్థాయిలో భౌతిక ప్రపంచం ఇలాగే పనిచేస్తుందని మనం అర్థం చేసుకోవాలి. క్వాంటం కంప్యూటర్ల పరిణామం, క్యుబిట్లపై, అవి సాధారణ బిట్‌లకు భిన్నంగా ఉండడానిపై ఆధారపడి ఉంది.

నేను క్వాంటం కంప్యూటర్‌ను ఎప్పుడు ఉపయోగించగలను?

ఇంకా లేదు. చాలా కంపెనీలు పరిశోధకులు క్వాంటం కంప్యూటర్లను మార్కెట్‌లోకి తీసుకురావడానికి ప్రయత్నిస్తూనేవున్నారు కానీ, వీటి రాకకు మరికొన్ని సంవత్సరాలు పట్టవచ్చు.

ఉష్ణోగ్రతలో హెచ్చుతగ్గులు, విద్యుదయస్కాంతపు జోక్యం, కంపనాలు వంటి పర్యావరణ శబ్దాలకు క్యూబిట్‌లు చాలా సున్నితంగా ఉంటాయి. ఈ సున్నితత్వం వల్ల అవి వాటి క్వాంటం స్థితిని (సూపర్‌పొజిషన్, ఎంటాంగిల్-మెంట్) త్వరగా కోల్పోతాయి, ఈ అస్థిరత్వాన్ని డీకోహెరెన్స్ (decoherence) అంటారు. ప్రస్తుతానికి మనం క్యుబిట్లను వాటి సున్నితమైన క్వాంటం స్థితిలో చాలా తక్కువ కాలం మాత్రమే నిర్వహించగల్గుతున్నాం.

క్యూబిట్ల స్వాభావిక అస్థిరత కారణంగా క్వాంటం గణనలు లోపాలకు గురవుతుంటాయి. నమ్మదగిన క్వాంటం కంప్యూటర్లను నిర్మించడానికి ప్రభావవంతమైన క్వాంటం దిద్దుబాటు (error correction) పద్ధతులను అభివృద్ధి చేయడం చాలా ముఖ్యం. అలాగే, కొన్ని రకాల క్యుబిట్లకు అవసరమైన అతి తక్కువ (సున్నాకి దగ్గరి) ఉష్ణోగ్రతలను నిర్వహించడం కూడా ఇంజనీరింగ్‌కు మరో పెద్ద సవాలు.

క్వాంటం కంప్యూటర్లను నిర్మించడం, నిర్వహించడం వంటివి చాలా ఖరీదైన వ్యవహారాలు. ప్రత్యేక హార్డ్‌వేర్, క్రయోజెనిక్ వ్యవస్థలు, నైపుణ్యం ఉన్న మానవ వనరులు వంటి అవసరాలు వీటి వ్యయాన్ని పెద్ద ఎత్తున పెంచుతున్నాయి. ప్రస్తుతం, క్వాంటం కంప్యూటర్లకు ప్రాప్యత ప్రధానంగా IBM, Google, Microsoft, Amazon వంటి కంపెనీలు అందించే క్లౌడ్-ఆధారిత సేవల ద్వారా లభిస్తుంది. వీటి ద్వారా పరిశోధకులు, వ్యాపారాలకు కొంత అందుబాటు పెరిగినప్పటికీ, విస్తృతమైన లభ్యత ఇంకా చాలా దూరంలో ఉంది.

సంక్షిప్తంగా

మొత్తంమీద, క్వాంటం కంప్యూటింగ్ విషయంలో మనం గణనీయమైన పురోగతి సాధిస్తున్నప్పటికీ, ఇది ఇంకా ఒక నవజాత సాంకేతికతగానే మిగిలివుంది. విరివిగా వాడుకలోకి రావడానికి కొన్ని ఆర్థిక, ఇంజనీరింగ్ సవాళ్ళను దాటాల్సివుంది. క్వాంటం కంప్యూటర్లు శక్తివంతమైన పరిశోధన సాధనాలే అయినప్పటికీ, ఇవి ఇంకా రోజువారీ అనువర్తనాలకు అందుబాటు ధరలో లేవు.