क्वांटम कंप्यूटरों का उपयोग करके पदार्थ की चरम अवस्थाओं का अनुकरण करने में वैज्ञानिकों को मिली बड़ी सफलता

वाशिंगटन विश्वविद्यालय और लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी के शोधकर्ताओं ने एक महत्वपूर्ण उपलब्धि हासिल की है। उन्होंने आईबीएम के क्वांटम कंप्यूटरों की गणना शक्ति का उपयोग करते हुए क्वांटम मॉडलिंग के क्षेत्र में एक नया अध्याय जोड़ा है। यह सफलता दर्शाती है कि भौतिकी की मूलभूत समस्याओं को हल करने के लिए अब क्वांटम प्रौद्योगिकियों का व्यावहारिक उपयोग शुरू हो गया है। यह कदम विज्ञान की दुनिया में एक नया सवेरा लाने जैसा है।

इस अभूतपूर्व प्रगति का मूल आधार यह है कि शोधकर्ताओं ने ऐसे मापनीय क्वांटम सर्किट विकसित किए और उन्हें लागू किया जो कण टकरावों के अनुकरण के लिए प्रारंभिक अवस्था तैयार कर सके। उनका ध्यान विशेष रूप से उन प्रबल अंतःक्रियाओं पर केंद्रित था जिनका वर्णन मानक मॉडल द्वारा किया जाता है। इस मॉडलिंग की जटिलता का प्रमाण इस बात से मिलता है कि उन्होंने आईबीएम के क्वांटम प्रोसेसर पर 100 से अधिक क्यूबिट्स का उपयोग करके नाभिकीय भौतिकी की मुख्य विशेषताओं को सफलतापूर्वक दोहराया। यह एक ऐसी चुनौती है जिसे पार करना क्लासिकल सुपरकंप्यूटरों के लिए लगभग असंभव है, खासकर जब उच्च गतिशीलता या अत्यधिक घनत्व की स्थितियों में कणों की परस्पर क्रिया को नियंत्रित करने वाले समीकरणों को हल करने की बात आती है।

100 से अधिक क्यूबिट्स का उपयोग करके सफल अनुकरण इस बात की पुष्टि करता है कि शोधकर्ता जटिल प्रारंभिक अवस्थाओं को तैयार करने की बाधाओं को पार करने में सक्षम हैं। पहले, इसे क्वांटम सिमुलेशन में एक बड़ी रुकावट माना जाता था। वैज्ञानिकों ने पहली बार ऐसी मापनीय क्वांटम सर्किट्री का निर्माण किया जो प्रारंभिक अवस्था कण त्वरक टकरावों में उत्पन्न होने वाली स्थिति के समान है। यह भविष्य के गतिशील सिमुलेशन के लिए एक निर्णायक कदम है, जो हमें ब्रह्मांड के रहस्यों को और गहराई से समझने में मदद करेगा।

क्वांटम एल्गोरिदम टक्कर से पहले की निर्वात अवस्था (वैक्यूम स्टेट) का मॉडल बनाने और अत्यधिक उच्च घनत्व वाले प्रणालियों का अध्ययन करने का मार्ग प्रशस्त करते हैं। शोध दल ने इस डेटा का उपयोग निर्वात की विशेषताओं को लगभग एक प्रतिशत की सटीकता के साथ निर्धारित करने के लिए किया। इसके अतिरिक्त, उन्होंने हैड्रॉन के आवेग उत्पन्न किए और समय के साथ उनके विकास को ट्रैक किया। यह तकनीक केवल नाभिकीय भौतिकी तक ही सीमित नहीं है; इसके संभावित अनुप्रयोग पदार्थ विज्ञान और चिकित्सा जैसे क्षेत्रों में भी हैं, जहाँ जटिल अंतःक्रियाओं को समझना आवश्यक है।

आईबीएम के उपकरणों पर 100 से अधिक क्यूबिट्स का उपयोग करके मानक मॉडल के भीतर प्रबल अंतःक्रियाओं के अध्ययन के लिए यह सफल अनुकरण, उभरती हुई क्वांटम तकनीकों को मूलभूत वैज्ञानिक चुनौतियों पर लागू करने की दिशा में एक ठोस प्रगति दर्शाता है। वाशिंगटन विश्वविद्यालय में क्वांटम सिमुलेशन इनक्यूबेटर (IQuS) जैसी संस्थाओं की भागीदारी वाले इस शोध ने मापनीय सर्किट पर आधारित दृष्टिकोण की व्यवहार्यता को सिद्ध किया है, जो पदार्थ की विदेशी अवस्थाओं के अनुकरण के लिए एक आशाजनक राह दिखाता है। यह शोध वास्तव में विज्ञान की सीमाओं को आगे बढ़ा रहा है।