ವಿಜ್ಞಾನ -ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಕ್ಷಿಪ್ರ ಕ್ರಾಂತಿ ತರಲಿವೆಯೇ ಕ್ವಾಂಟಂ ಕಂಪ್ಯೂಟರುಗಳು?

 ವಿಜ್ಞಾನ -ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಕ್ಷಿಪ್ರ ಕ್ರಾಂತಿ ತರಲಿವೆಯೇ ಕ್ವಾಂಟಂ ಕಂಪ್ಯೂಟರುಗಳು?

ಲೇಖಕರು: ಸುರೇಶ ಸಂಕೃತಿ.

ನಿವೃತ್ತ ಮುಖ್ಯ ಶಿಕ್ಷಕರು 

 ನಮ್ಮ ದೈನಂದಿನ ಜೀವನದಲ್ಲಿ ಕಂಪ್ಯೂಟರಗಳ ಪಾತ್ರ ಎಷ್ಟು ಎಂಬುದು ನಮಗೆಲ್ಲ  ತಿಳಿದ ವಿಚಾರವಾಗಿದೆ.  ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳು ಇಲ್ಲದಿರುವ ಪ್ರಪಂಚವನ್ನು ಊಹಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದೇ ಆಸಾಧ್ಯವೆನ್ನುವಷ್ಟು ಅವು ನಮ್ಮ   ಜೀವನದಲ್ಲಿ ಹಾಸುಹೊಕ್ಕಾಗಿವೆ. ಡೆಸ್ಕ್ ಟಾಪುಗಳು, ಲ್ಯಾಪ್ ಟಾಪುಗಳು, ಸರ್ವರುಗಳು, ಸೂಪರ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರುಗಳು, ದಿನ ನಿತ್ಯ ನಮಗೆ ಅಂಟಿಕೊಂಡೇ  ಇರುವ  ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಪೋನುಗಳು, ನಿತ್ಯೋಪಯೋಗಿ ಗೃಹ ಬಳಕೆಯ ಸಾಧನಗಳಾದ ವಾಷಿಂಗ್ ಮೆಷೀನ್, ಫ್ರಿಜ್, ಟೆಲಿವಿಷನ್, ರೋಬೋಗಳು  ಮುಂತಾದವುಗಳಲ್ಲಿರುವ ಎಂಬೆಡೆಡ್ ಸಾಧನಗಳು ಇವೆಲ್ಲವೂ ಕಂಪ್ಯೂಟರಿನ ವಿವಿಧ ಅವತಾರಗಳು.   ಇಂದು ನಾವು ಬಳಸುತ್ತಿರುವ ಈ ಎಲ್ಲಾ  ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರುಗಳು  ವಾನ್ ನಾಯ್ಮನ್   ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ.

 

ಹಂಗೇರಿಯಲ್ಲಿ ಜನಿಸಿದ  ಅಮೆರಿಕದಲ್ಲಿ ನೆಲೆಸಿದ   ವಾನ್ ನೊಯ್ಮನ್   ಒಬ್ಬ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ, ಗಣಿತಜ್ಞ, ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ತಜ್ಞ, ಹೀಗೆ  ಬಹುಮುಖ ಪ್ರತಿಭೆಯ ವಿಜ್ಞಾನಿ.

  

ಈ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ನಾವು ಬಳಸುತ್ತಿರುವ ವಾನ್ ನೊಯ್ಮನ್  ವಿನ್ಯಾಸದ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್‌ ನಲ್ಲಿ ಮೆಮೊರಿಯನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಮಾಹಿತಿ(data) ಮತ್ತು  ಕಾರ್ಯಕ್ರಮ  ಅಥವಾ ಸೂಚನೆ (Program or Instruction) ಎಂದು  ಎರಡು ಗುಂಪುಗಳಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ 2ಮತ್ತು 3ನ್ನು  ಕೂಡಬೇಕಾದಾಗ 2ಮತ್ತು 3ನ್ನು ಮಾಹಿತಿಯನ್ನಾಗಿಯೂ ಮತ್ತು +ನ್ನು  ಕಾರ್ಯಕ್ರಮವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.. ಈ 2ಮತ್ತು 3ನ್ನು ಕೂಡುವ ಕಾರ್ಯಕ್ರಮ ನಡೆಯುವುದು ಕಂಪ್ಯೂಟರಿನ ಸಿಪಿಯುನಲ್ಲಿ .  ಕಂಪ್ಯೂಟರಿನ ಇನ್ಪುಟ್ ಡಿವೈಸಿನಿಂದ   2 + 3 ಎಂದು ನಾವು  ಟೈಪಿಸಿದೆವೆಂದುಕೊಂಡರೆ ಆ ಮಾಹಿತಿಯು  ಬಸ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಸಂಪರ್ಕ ಜಾಲದ ಮೂಲಕ ಸಿಪಿಯುಗೆ ತಲುಪುತ್ತದೆ.  ಮೊದಲಿಗೆ ಸಿಪಿಯುನ ಅಕ್ಯುಮುಲೇಟರ್  ಎಂಬ ಕಡತ(Register) ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸಿ ತಾತ್ಕಾಲಿಕವಾಗಿ ತನ್ನಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಿಟ್ಟುಕೊಂಡು  ಕಂಟ್ರೋಲ್ ಯುನಿಟ್ ಎಂಬ ಕಡತಕ್ಕೆ ಆದ್ಯತೆಯ ಮೇರೆಗೆ ಅದನ್ನು ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತದೆ.  ಕಂಟ್ರೋಲ್ ಯುನಿಟ್ ತನ್ನಲ್ಲಿ ಬಂದ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಮತ್ತು ಸೂಚನೆಯನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಿ,  ಅರ್ಥಮಿಟಿಕ್ ಲಾಜಿಕ್ ಯುನಿಟ್ಟಿಗೆ ಮುಂದಿನ ಕ್ರಮಕ್ಕೆ  ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತದೆ.. ಬಂದಿರುವ ಸೂಚನೆ + ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಂಡ ಅರ್ಥಮಿಟಿಕ್ ಲಾಜಿಕ್ ಯುನಿಟ್ 2ಮತ್ತು 3ನ್ನು ಕೂಡಿ  ಬಂದ ಪರಿಹಾರ ಮೊತ್ತ 5ನ್ನು  ಅಕ್ಯುಮುಲೇಟರ್ ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತದೆ.  ಅಲ್ಲಿಂದ ಮಾಹಿತಿಯು (ಮೊತ್ತ 5)  ಬಸ್ ಗಳ ಮೂಲಕ ಪ್ರಯಾಣಿಸಿ,  ಔಟ್ಪುಟ್ ಡಿವೈಸ್ ಮಾನಿಟರ್ ಮೇಲೆ  ಪ್ರಕಟಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.  ಸೇವ್ ಮಾಡಿದ ಪಕ್ಷದಲ್ಲಿ ಹಾರ್ಡ್ ಡಿಸ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಮಾಹಿತಿಯು  ಸೂಚಿಸಿದ   ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ (ಮೆಮೊರಿ ಲೊಕೇಷನಿನಲ್ಲಿ) ಸಂಗ್ರಹವಾಗಿರುತ್ತದೆ.  ಕಂಪ್ಯೂಟರಿನಲ್ಲಿ ನಡೆಯುವ  ಮಾಹಿತಿಯ ಹರಿವನ್ನು ಸಿಪಿಯುನಲ್ಲಿರುವ ಕಂಟ್ರೋಲ್ ಯುನಿಟ್ ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತಿರುತ್ತದೆ.  ಸಿಪಿಯುನಲ್ಲಿ ನಡೆಯುವ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳಿಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ವೇಗದ  ಮೆಮೊರಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ಅದರಲ್ಲಿರುವ ಅತಿವೇಗದ ಸಿಪಿಯು ಮೆಮೊರಿ  ಅಥವಾ  ಕ್ಯಾಷ್ ಮೆಮೊರಿ ಬೆನ್ನಿಗೆ ನಿಂತಿರುತ್ತದೆ.  

 ಕಂಪ್ಯೂಟರಿನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮೆಮೊರಿ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಕ್ರಮಗಳು  ಅಡಕವಾಗಿರುವುದು ಹೆಚ್ಚು ಸಂಗ್ರಹ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಿರುವ ಹಾರ್ಡ್ ಡಿಸ್ಕಿನಲ್ಲಿ (HDD). RAM ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಇದು ಕಾಂತೀಯ ತಟ್ಟೆ , ಬೆಲೆಯಲ್ಲಿ ಅಗ್ಗ  ಮತ್ತು  ಸಂಗ್ರಹ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಅಧಿಕವಾಗಿದೆ. ಆದರೆ  ಮಾಹಿತಿ ಒದಗಿಸುವ ವೇಗದ್ದೇ ಇದರ ಸಮಸ್ಯೆ.  ಇದರ ವೇಗ ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ  ಬಹುತೇಕ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಸಿಪಿಯುನ ವೇಗಕ್ಕೆ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಆಗುವುದಿಲ್ಲ.  ಹೀಗಾಗಿ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಅಗತ್ಯವಾಗುವ ಮಾಹಿತಿ ಮತ್ತು ಸೂಚನೆಗಳನ್ನು ಹಾರ್ಡ್ ಡಿಸ್ಕಿನಿಂದ ಮುಂಚಿತವಾಗಿ ತಂದು ಸಿಪಿಯು ಮೆಮೊರಿಯಲ್ಲಿ ಕ್ಯೂ ನಿಲ್ಲಿಸಲಾಗಿರುತ್ತದೆ.  ಪ್ರಯೋಗಶಾಲೆಯಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕದ ತಯಾರಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಉಪಕರಣ ಮತ್ತು ಸಾಮಗ್ರಿಗಳನ್ನು ಮುಂಚಿತವಾಗಿಯೇ ಅಲ್ಮೆರಾದಿಂದ ತಂದು  ಮೇಜಿನ ಮೇಲೆ ನಾವು  ಜೋಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಹಾಗೆ.  ಸಿಪಿಯುನ ಮೆಮೊರಿ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದಷ್ಟೂ ಕಂಪ್ಯೂಟರಿನ ವೇಗ ಮತ್ತು ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಹೆಚ್ಚು.  ಸಿಪಿಯುನಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಅತಿ ವೇಗದ  ಸಾಲಿಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ ಮೆಮೊರಿ ಚಿಪ್ ದುಬಾರಿ ಬೆಲೆ  ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ವೋಲಟೈಲ್  .  ಹೀಗಾಗಿ ಕಂಪ್ಯೂಟರನ್ನು  ಕೈಗೆಟುವ ಬೆಲೆಯಲ್ಲಿರಿಸಲು ಕಾಂತೀಯ ತಟ್ಟೆಯನ್ನು RAM ಆಗಿ  ಮತ್ತು  ತಾತ್ಕಾಲಿಕವಾದ ಸಿಪಿಯು  ಮೆಮೊರಿಗೆ  ಸಾಲಿಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ ಚಿಪ್  ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.   ಕಂಪ್ಯೂಟರಿನಲ್ಲಿ ನಡೆಯುವ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಮತ್ತು ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗಳು ಮೇಲೆ ತಿಳಿಸಿದಷ್ಟು ಸರಳವಲ್ಲ.    ಅವು    ಅತಿ ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿದ್ದರೂ  ಕ್ಷಿಪ್ರವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಇದು ಒಂಟಿ ಕೋರ್ ಸಿಪಿಯುನ  ಒಂದು ಹಳೆಯ ಕಥೆ ಎಂತಲೇ ಭಾವಿಸಬೇಕಿದೆ. ಏಕೆಂದರೆ, ಇಂದು ನಾವು ಬಳಸುತ್ತಿರುವ ಕಂಪ್ಯೂಟರುಗಳಲ್ಲಿ ಮಲ್ಟಿಕೋರ್ ಸಿಪಿಯುಗಳು ಜೋಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಈ ಸಿಪಿಯುಗಳು    ಒಂಟಿಕೋರ್ ನ ಅನೇಕ ಸಿಪಿಯುಗಳ ಸಮೂಹವಾಗಿದ್ದು ಒಂದು ಟಾಸ್ಕನ್ನು  ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು  ಸಮಾಂತರವಾಗಿ  ನಿರ್ವಹಿಸಿ ಅತಿವೇಗವಾಗಿ ಫಲಿತಾಂಶ ನೀಡುತ್ತವೆ.  ಜೊತೆಗೆ ಸಾಲಿಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ ಮೊಮರಿ ಡಿಸ್ಕುಗಳ ಬೆಲೆಯು ಈಚೀಚೆಗೆ  ಕುಸಿದಿದ್ದು HDDಬದಲಾಗಿ SSD ಗಳನ್ನೇ RAM ಆಗಿ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ.  ಹೀಗಾಗಿ, ಜನಸಾಮಾನ್ಯರು ಬಳಸುತ್ತಿರುವ ಬಹುತೇಕ ಕಂಪ್ಯೂಟರುಗಳು ದಶಕಗಳ ಹಿಂದಿನ ಸೂಪರ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರಿಗಳಿಗೆ ಸಮನೆನ್ನಬಹದು. 

ವಾನ್ ನಾಯ್ಮನ್   ವಿನ್ಯಾಸದ ಕಂಪ್ಯೂಟರುಗಳನ್ನು ಅಭಿಜಾತ ಅಥವಾ  ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರಗಳೆಂದು ಈಚೀಚೆಗೆ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು  ಕರೆಯಲಾರಂಬಿಸಿದ್ದಾರೆ.  ಇವು ಎಷ್ಟೇ ಸುಧಾರಣೆ ಕಂಡರೂ ಕೆಲವು ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಟಾಸ್ಕುಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವಲ್ಲಿ ಸೋಲುತ್ತವೆ. ಉದಾರಣೆಗೆ, ಅಣುಗಳ ದೊಡ್ಡ ಡೇಟಾಬೇಸ್ ಮೂಲಕ ವಿಂಗಡಿಸುವಂತಹ ಕಷ್ಟಕರ ಕಾರ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಉತ್ತಮವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಆದರೆ, ಆ ಅಣುಗಳು ಹೇಗೆ ವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅನುಕರಿಸುವಂತಹ ಸಂಕೀರ್ಣ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು ಇವು  ಹೆಣಗಾಡುತ್ತವೆ. ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಅಣು ಹೇಗೆ ವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತಿಳಿಯಲು ಬಯಸಿದರೆ ಅವರು ಅದನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಬೇಕು ಮತ್ತು ನೈಜ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಪ್ರಯೋಗಿಸಬೇಕು. ಸ್ವಲ್ಪ ಟ್ವೀಕ್ ಅದರ ನಡವಳಿಕೆಯ ಮೇಲೆ ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅವರು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಲು ಬಯಸಿದರೆ, ಅವರು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೊಸ ಆವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಬೇಕು ಮತ್ತು ತಮ್ಮ ಪ್ರಯೋಗವನ್ನು ಮತ್ತೊಮ್ಮೆ ಚಲಾಯಿಸಬೇಕು. ಇದು ದುಬಾರಿ, ಸಮಯ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದ್ದು, ಔಷಧ ಮತ್ತು ಅರೆವಾಹಕ ವಿನ್ಯಾಸದಂತಹ ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಕುಂಟಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.. ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಸೂಪರ್  ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಅಣುಗಳ ವರ್ತನೆಯನ್ನು  ಅನುಕರಿಸಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಬಹುದು, ಅಣುವಿನ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಭಾಗವು ವರ್ತಿಸಬಹುದಾದ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಸಂಭವನೀಯ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಅನ್ವೇಷಿಸಲು ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಸೂಪರ್  ಕಂಪ್ಯೂಟರಿನಲ್ಲಿ  ಹಲವು ಪ್ರೊಸೆಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದರೂ  ಅತ್ಯಂತ ಸರಳವಾದ ಅಣುಗಳ ನಡೆಗಳನ್ನು  ಅನುಸರಿಸಿವ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ    ಸೂಪರ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಸ್ಥಗಿತಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಯಾವುದೇ ತಿಳಿದಿರುವ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಆಣ್ವಿಕ ನಡವಳಿಕೆಯ ಎಲ್ಲಾ ಸಂಭಾವ್ಯ ಕ್ರಮಪಲ್ಲಟನೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಯಾವುದೇ ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಸೂಪರ್  ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ  ಹೊಂದಿಲ್ಲ.

ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು ಹೊಸ ಅಣುಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯ  ತಮ್ಮ ಕೆಲಸದಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಮಾರ್ಗಗಳ ಅನ್ವೇಷಣೆಯಲ್ಲಿ  ಈಗಾಗಲೇ ತೊಡಗಿದ್ದಾರೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್‌ಗಳು ಈ ರೀತಿಯ ಸಂಕೀರ್ಣ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಗೆ ಹೊಸ ವಿಧಾನವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ . ಬಹು ಆಯಾಮದ ಕಂಪ್ಯೂಟೇಶನಲ್ ಸ್ಪೇಸ್‌ಗಳನ್ನು ರಚಿಸುವುದು. ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗಳಂತಹ ಸಂಕೀರ್ಣ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು ಇದು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾದ  ಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ. ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರಗಳೊಂದಿಗೆ ಈ ಕಂಪ್ಯೂಟೇಶನಲ್ ಸ್ಪೇಸ್‌ಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ನಮ್ಮಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮ ಮಾರ್ಗವಿಲ್ಲ, ಇದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟೇಶನ್ ಇಲ್ಲದೆ ಅವುಗಳ ಉಪಯುಕ್ತತೆಯನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.  ಇದು ಕೇವಲ ಒಂದು ಉದಾಹರಣೆ. ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಸಂಸ್ಥೆಗಳು, ಹಣಕಾಸು ಸಂಸ್ಥೆಗಳು, ಜಾಗತಿಕ ಶಿಪ್ಪಿಂಗ್ ಕಂಪನಿಗಳು, ಇತ್ಯಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರಗಳು ತಮ್ಮ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿನ ಪ್ರಮುಖ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಬಹುದಾದ ಬಳಕೆಯ ಸಂದರ್ಭಗಳನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸುತ್ತಿವೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಿಂದ ಪ್ರಯೋಜನಗಳ ಸ್ಫೋಟವು ಬೃಹದಾಕಾರವಾವನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತಿದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಹಾರ್ಡ್‌ವೇರ್ ಮಾಪಕಗಳು ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್‌ಗಳು ಮುಂದುವರೆದಂತೆ, ಆಣ್ವಿಕ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ನಂತಹ ಅನೇಕ ದೊಡ್ಡ, ಪ್ರಮುಖ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಗೆ ಸುಲಭವಾಗಿ  ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ಕಂಡುಕೊಳ್ಳಬಹುದಾಗಿದೆ.

 

ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರಿನ ಸಿಪಿಯು ಬಿಸಿಯಾಗದಂತೆ ತಂಪು ಮಾಡಲು ಸಣ್ಣದಾದ  ಸಿಪಿಯು ಫ್ಯಾನ್ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ವಾಂಟಂ ಕಂಪ್ಯೂಟರಿನ ಹಾರ್ಡವೇರ್  ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರಿಗಿಂತ ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿ  ಭಿನ್ನವಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಅದರೂ, ಅದರ ಪ್ರೊಸೆಸರ್ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವುದು ಅತಿ ತಂಪಿನ  ಕ್ರಯೋಜನಿಕ್ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ . ಈ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ  ಕೆಲವು ವಸ್ತುಗಳು ಪ್ರಮುಖ ಕ್ವಾಂಟಮ್  ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ.  ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಪ್ರತಿರೋಧವಿಲ್ಲದೆ ಆ  ವಸ್ತುಗಳ  ಮೂಲಕ ಚಲಿಸುವುದರಿಂದ ಅವು  ಅತಿವಾಕಗಳಂತೆ ವರ್ತನೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಅತಿವಾಹಕಗಳ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋದಾಗ ಕೂಪರ್ ಜೋಡಿಗಳು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಜೋಡಿಗಳು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಟನಲಿಂಗ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ತಡೆಗೋಡೆಗಳು ಅಥವಾ ಅವಾಹಕಗಳಾದ್ಯಂತ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಸಾಗಿಸಬಲ್ಲವು.  ಅವಾಹಕದ ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗಿರುವ ಎರಡು ಅತಿವಾಕಗಳು  ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರಗಳು ಜೋಸೆಫ್‌ಸನ್ ಜಂಕ್ಷನ್‌ಗಳನ್ನು ಅತಿವಾಹಕ  ಕ್ವೂಬಿಟ್ಗಳಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಈ ಕ್ವೂಬಿಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ಮೈಕ್ರೊವೇವ್ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹಾರಿಸುವ ಮೂಲಕ, ನಾವು ಅವರ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮಾಹಿತಿಯ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳಲು, ಬದಲಾಯಿಸಲು ಮತ್ತು ಓದುವಂತೆ ಮಾಡಬಹುದು.

ಕ್ವಾಟಂ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಕೆಲವು ಮೂಲಭೂತ ಪದಗಳ ಅರ್ಥವನ್ನು ತಿಳಿಯಬಹುದಾದರೆ: -

ಕೂಪರ್ ಜೋಡಿ: ಅತಿ ತಂಪಿತ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಪರಸ್ಪರ ವಿರುದ್ಧ ಮೊಮೆಂಟಂ ಹೊಂದಿರುವ   ಅಥವಾ  ಪರಸ್ಪರ ವಿರುದ್ಧ ಸ್ಪಿನ್ ಹೊಂದಿರುವ ಎರಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳು  ಪರಸ್ಪರ ಆಕರ್ಷಣೆಗೆ ಒಳಗಾಗಿ ಜೋಡಿಯಾಗುತ್ತವೆ, ಈ ಜೋಡಿಯನ್ನು ಕೂಪರ್ ಜೋಡಿ ಎನ್ನವರು. ಕ್ವಾಂಟಂ ಕಂಪ್ಯೂಟರುಗಳ ಅಗತ್ಯವಾದ ಅತಿವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವಲ್ಲಿ ಕೂಪರ್ ಜೋಡಿಗಳು ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತವೆ.. ಪರಸ್ಪರ ವಿರುದ್ಧ ಸ್ಪಿನ್ ಹೊಂದಿರುವ ಫೋಟಾನುಗಳು ಸಹ ಕೂಪರ್ ಜೋಡಿಯನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುತ್ತವೆ.

ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಜಂಕ್ಷನ್: ಅತಿ ತಂಪಿತ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಒಂದು  ವಾಹಕ ಅಥವಾ ಅವಾಹಕವನ್ನು ಎರಡು ಅತಿವಾಹಕಗಳ ನಡುವೆ ಜೋಡಿಸಿಟ್ಟಾಗ ಹೊರಗಿನಿಂದ  ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನೀಡದಿದ್ದರೂ ಒಂದು ಅತಿವಾಹಕದಿಂದ ಮತ್ತೊಂದಕ್ಕೆ  ಒಂದು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾಲಕ ಬಲ ಏರ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಇಂತಹ ಒಂದು ಅತಿವಾಹಕದ ಜಂಟಿಯನ್ನು ಜೋಸೆಫ್ಸನ್  ಜಂಕ್ಷನ್ ಎಂದು ಕರೆಯುವರು.  ಜೋಸೆಫ್ಸನ್  ಜಂಕ್ಷನ್ ಗಳು ಕ್ವಾಂಟಂ ಕಪ್ಯೂಟರುಗಳ ಕ್ಯೂಬಿಟ್ ಗಳನ್ನು  ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ.

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಟನಲಿಂಗ್: ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನಂತಹ ಕಣಗಳು ತಮಗೆ ಒಡ್ಡಿರುವ ತಡೆಯನ್ನು ನುಸುಳಿಕೊಂಡು ಹೋಗುವ ವಿದ್ಯಮಾನ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನು ಅಲೆಯ ರೂಪದಲ್ಲಿರುವಾಗ ಅವಾಹಕ ತಡೆಯನ್ನು ನುಸುಳಿ ಹೋಗಬಲ್ಲದು. ಹೀಗೆ ಹೋಗುವಾಗ ಅದರ ಅಲೆಯ ಕಂಪನ ವಿಸ್ತಾರ ಕಡಿತಗೊಳ್ಳಬಹುದೇ ಹೊರೆತು ಶೂನ್ಯವಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಟನಲಿಂಗ್  ವಿದ್ಯಮಾನದಿಂದಾಗಿ ಕ್ವಾಂಟಂ ಕಂಪ್ಯೂಟರುಗಳು ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರಿಗಳಿಗಿಂತ ಅತಿ ವೇಗವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸಿದೆ.

ಬಿಟ್-ಕ್ಯೂಬಿಟ್?

ದ್ವಿಮಾನದ ಅಂಕೆಗಳಾದ 0ಮತ್ತು 1 ಇವುಗಳನ್ನು ಬೈನರಿ ಡಿಜಿಟ್ ಅಥವಾ ಬಿಟ್ ಎಂದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ  ಸೂಚಿಸುವರು. ಬಿಟ್  ಕಂಪ್ಯೂಟರ್  ತಾನು ಸಂಸ್ಕರಿಸಬಲ್ಲ ಮತ್ತು  ಸ್ಮರಣೆಯಲ್ಲಿರಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಲ್ಲ ಕನಿಷ್ಠ ಬೆಲೆ.  ಒಂದು  ಬಿಟ್ಟಿನ  ಸ್ಥಿತಿ  0ಅಥವಾ 1. ಅಂದರೆ ಸ್ವಿಚ್ ಆಫ್ ಅಥವಾ ಸ್ವಿಚ್ ಆನ್.  ಸತ್ಯ/ಸುಳ್ಳು, ಹೌದು/ಇಲ್ಲ. ಎಂತಲೂ ತಿಳಿಯಬಹುದು. ಕಂಪ್ಯೂಟರಿನ ಹಾರ್ಡವೇರಿನ  ಸ್ಮರಣೆಯಲ್ಲಿರುವ ಕ್ಯಪಾಸಿಟರು ಕನಿಷ್ಠ   ವಿದ್ಯುತ್ ಧಾರಣೆ ಹೊಂದಿದ್ದರೆ ಅದರ ಬಿಟ್ಟಿನ ಸ್ಥಿತಿ  0, ಗರಿಷ್ಠ  ವಿದ್ಯುತ್ ಧಾರಣೆ ಹೊಂದಿದ್ದರೆ ಅದರ ಬಿಟ್ಟಿನ ಸ್ಥಿತಿ 1.  ವಾಸ್ತವದಲ್ಲಿ ಕಂಪ್ಯೂಟರುಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಸ್ಕರಣೆ ಮತ್ತು ಸ್ಮರಣೆಗಳು ಬಿಟ್ ಗೆ ಬದಲಾಗಿ ಬೈಟುಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಯುತ್ತದೆ. 8 ಬಿಟ್ ಗಳಿಗೆ ಒಂದು ಬೈಟ್.  ಒಂದು ಬೈಟಿಗೆ ೦ಯಿಂದ 255ರವರೆಗೆ ಒಟ್ಟು 256 ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಆರೋಪಿಸಬಹುದು. 

 ಕ್ವಾಟಂ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗಿನಲ್ಲಿ ಸಂಸ್ಕರಣೆ ಮತ್ತು ಸ್ಮರಣೆಗಳು ಬಿಟ್ ಗೆ ಬದಲಾಗಿ ಕ್ಯೂ- ಬಿಟ್ ಅಥವಾ ಕ್ವಿಟ್ ಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಯುತ್ತದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರುಗಳು ಜೋಸೆಫ್‌ಸನ್ ಜಂಕ್ಷನ್‌ಗಳನ್ನು ಅತಿವಾಹಕ  ಕ್ಯೂ- ಬಿಟ್ ಗಳಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಈ ಕ್ಯೂ- ಬಿಟ್ ಗಳಲ್ಲಿ ಮೈಕ್ರೊವೇವ್ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹಾರಿಸುವ ಮೂಲಕ, ನಾವು ಅವರ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮಾಹಿತಿಯ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳಲು, ಬದಲಾಯಿಸಲು ಮತ್ತು ಓದುವಂತೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಒಂದು ಕ್ಯೂ- ಬಿಟ್ ಸ್ವತಃ ಹೆಚ್ಚು  ಉಪಯುಕ್ತವಲ್ಲ. ಆದರೆ  ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಅದು ಹೊಂದಿರುವ ಸೂಪರ್ ಪೊಸಿಷನ್ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಇರಿಸುವ  ತಂತ್ರದ ಮೂಲಕ  ಕ್ಯೂ- ಬಿಟ್ ನ ಎಲ್ಲಾ ಸಂಭಾವ್ಯ ಸಂರಚನೆಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುವಂತೆ  ಮಾಡಬಹುದು.  ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಕ್ಯೂ- ಬಿಟ್ ಗಳ ಗುಂಪುಗಳನ್ನು  ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ, ಬಹು ಆಯಾಮದ ಕಂಪ್ಯೂಟೇಶನಲ್   ಜಾಗಗಳನ್ನಾಗಿ ಮಾಡಬಹುದು.  ಈ ಜಾಗಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಕೀರ್ಣ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಹೊಸ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಬಹುದು.   ಕ್ವಾಂಟಮ್  ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುವ   ಎರಡು ಕ್ಯೂ- ಬಿಟ್ ಗಳು  ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ಮೆಂಟಿನಲ್ಲಿ  ಸಿಕ್ಕಿಹಾಕಿಕೊಂಡಾಗ, ಒಂದು ಕ್ಯೂ- ಬಿಟ್ ನಲ್ಲಿ  ಮಾಡಿದ  ಬದಲಾವಣೆಗಳು ನೇರವಾಗಿ ಇನ್ನೊಂದರ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ಸರಣಿಯಲ್ಲಿರುವ  ಕ್ಯೂ- ಬಿಟ್ ಗಳು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ವಿವಿಧ ವಿಚಾರಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಬಹುದು. ಬಿಟ್ ತನ್ನಲ್ಲಿ 0 ಅಥವಾ 1 ತನ್ನಲ್ಲಿ ಹೊಂದಿರಬಹುದು.

 ಕ್ವೂ ಬಿಟ್ ತನ್ನಲ್ಲಿ 0 ಮತ್ತು  1 ಈ ಎರಡೂ ಬೆಲೆಗಳನ್ನು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಹೊಂದಬಲ್ಲದು. ಹೀಗಾಗಿ  8ಬೈಟ್ ಗಳಿಂದ ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರಿನಲ್ಲಿ  0 ಯಿಂದ 255ರ ವರೆಗೆ ಯಾವುದಾದರೂ ಒಂದು ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಕಾಲದಲ್ಲಿ   ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಬಹುದು.  ಆದರೆ  8ಕ್ಯೂ- ಬಿಟ್ ಗಳಿಂದ ಕ್ವಾಂಟಂ ಕಂಪ್ಯೂಟರಿನಲ್ಲಿ 0 ಯಿಂದ 255ರ ವರೆಗಿನ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ  ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಬಹುದು. ಕೆಲವೇ ನೂರು ಎನ್ಟಾಂಗಲ್ಡ್  ಕ್ಯೂ- ಬಿಟ್ ಗಳಿಂದ ಇಡೀ ವಿಶ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಎಲ್ಲಾ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಪ್ರಿತಿನಿಧಿಸಬಹುದೆಂದು ಒಂದು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಲಾಗಿದೆ.

ಕ್ಯೂ- ಬಿಟ್ ನ್ನು ಗಣಿತೀಯವಾಗಿ ∣ψ⟩ = α∣0⟩ + β∣1⟩,∣α∣2+ ∣β∣2= 1.  ರೂಪದಲ್ಲಿ ನಿರೂಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.   ಪ್ರತಿ ಸದಿಶ ಕ್ಯೂ- ಬಿಟ್   ಅನ್ನು  θಮತ್ತುϕ ಗಳಾಗಿ    ಬ್ಲಾಹ್ ಗೋಳದ ಮೇಲೆ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಬಹುದು. θಎಂಬುದುಸದಿಶ ಕ್ಯೂ- ಬಿಟ್ ಮತ್ತು Z-ಅಕ್ಷಕ್ಕೂ ನಡುವಿನ ಕೋನ.  ϕ  ಎಂಬುದುಸದಿಶ ಕ್ಯೂ- ಬಿಟ್ ಮತ್ತು ಧನಾತ್ಮಕ X-ಅಕ್ಷಕ್ಕೂ ನಡುವಿನ ಕೋನ. ಸರಳವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ  ಒಂದುಕ್ಯೂ- ಬಿಟ್ ನಲ್ಲಿ   ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅಲೆಯ ಕಂಪನ ವಿಸ್ತಾರಗಳ  ಎಲ್ಲಾ ಸಂಭಾವ್ಯ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು  ಬ್ಲಾಹ್ ನ  ಗೋಳದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಭೌತಿಕವಾಗಿ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಬಹುದು. ಇವು  ಕ್ಯೂ- ಬಿಟ್ನಲ್ಲಿ   0 ಮತ್ತು  1ಗಳ   ಎಲ್ಲಾ ಸಂಭಾವ್ಯ  ವಿಕಲ್ಪಗಳ ಸಂವಾದಿಯಾದ  ಸ್ಥಿತಿಗಳಾಗಿರುತ್ತವೆ.ಹೀಗಾಗಿ ಕ್ಯೂ- ಬಿಟ್ ನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಅಗಾಧ.

 

ಕ್ವಾಟಂ ಕಂಪ್ಯೂರುಗಳಲ್ಲಿ ಇರಿಸುವ ಸಿಪಿಯು ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರಿನ ಸಿಪಿಯು ಗಾತ್ರದ್ದೇ ಆದರೂ  ಕಂಪ್ಯೂಟೇಷನ್  ಹತ್ತಿರ ಹತ್ತಿರ ನಿರಪೇಕ್ಷ ಶೂನ್ಯ ಸೆಲ್ಷಿಯಷ್ ನ ತಾಪದಲ್ಲಿ ನಡೆಯಬೇಕು. ಇಡೀ ಸಿಸ್ಟಂ ಅನ್ನು ನಿರಪೇಕ್ಷ ಶೂನ್ಯದಲ್ಲಿರುವ ದ್ರವದಲ್ಲಿ ಮುಳುಗಿಸಿಟ್ಟರಬೇಕು.   ಹೀಗಾಗಿ ಒಟ್ಟಾರೆ ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಭಾರಿ ಗಾತ್ರದ್ದು ಮತ್ತು ದುಬಾರಿ ಬೆಲೆಯದ್ದೂ  ಆಗಿರುತ್ತದೆ.. ಈಗ ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರುಗಳ ಪ್ರೊಗ್ರಾಮುಗಳ ಭಾಷೆಗಳಾದ ಪೈಥಾನ್ ಮುಂತಾದವನ್ನು ಕ್ವಾಂಟಂ ಕಂಪ್ಯೂರುಗಳ ಪ್ರೊಗ್ರಾಮುಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಬಹುದು. ಅದರೂ  ಇವುಗಳ  ಹಾರ್ಡ್ವೇರ್  ಅತಿ ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿರುವುದರಿಂದ  ಇದರಲ್ಲಿ ಬಳಸಬೇಕಾದ ಪ್ರೊಗ್ರಾಂಗಳ ಅಲ್ಕಾರಿದಂ ಸಹ ಅತಿ ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಕ್ವಾಂಟಂ ಕಂಪ್ಯೂರುಗಳ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ಏಕರೂಪತೆ ಈವರೆಗೆ ರೂಪಿತವಾಗಿಲ್ಲ. ವಿಶ್ವದ ಹಾರ್ಡ್ವೇರ್ ಮತ್ತು ಸಾಫ್ಟ್ ವೇರ್ ಕಂಪನಿಗಳು ಅನೇಕವು ಕ್ವಾಂಟಂ ಕಂಪ್ಯೂಟರುಗಳ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ನಿರ್ಮಾಣದಲ್ಲಿ ನಿರತವಾಗಿವೆ. ಐಬಿಎಮ್ ಮತ್ತು ಗೂಗಲ್ ಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳ

ಚೈನಾದ ಬೆಳಕಿನ ಕಣ ಆಧಾರಿತ ಕ್ವಾಂಟಂ ಕಂಪ್ಯೂಟರು

ಕ್ವಾಂಟಂ ಕಂಪ್ಯೂಟರುಗಳ  ನಿರ್ಮಾಣದಲ್ಲಿ ಮೇಲುಗೈ ಸಾಧಿಸಿವೆ. ಚೈನಾದಲ್ಲಿ ಫೋಟಾನ್ ಆಧಾರಿತ ಕ್ವಾಂಟಂ ಕಂಪ್ಯೂಟರುಗಳ ನಿರ್ಮಾಣವು ಅಂತಿಮ ಘಟ್ಟ ತಲುಪಿದೆ.

     ಕೃತಕ ಬುದ್ಧಿ ಮತ್ತೆ,  ಉತ್ತಮ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು, ಸರ್ವೋತ್ತಮ ರಸಗೊಬ್ಬರಗಳು, ಬಿಗಿಯಾದ ಸೈಬರ್ ಭದ್ರತೆ, ಹೆಚ್ಚು  ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ  ಔಷಧಿಗಳು,  ಹೊಸ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳ ನಿರ್ಮಾಣ, ಆರ್ಥಿಕ ಮಾದರಿಯ ಯೋಜನೆ, ಸೌರಶಕ್ತಿಯ ಸಮರ್ಥ ಉಪಯೋಗ, ವಾಹನ ದಟ್ಟಣೆ,  ಸರಕು ಸಾಗಣೆಗಳ  ಸಮರ್ಥನಿರ್ವಹಣೆ, ಅತಿ ನಿಖರವಾದ ಹವಾಮಾನ ಮುನ್ಸೂಚನೆಗಳಂತಹ ಸಂಕೀರ್ಣ ಮತ್ತು ನಿರ್ಣಾಯಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ  ಕ್ವಾಂಟಮ್  ಕಂಪ್ಯೂಟರುಗಳು ಕ್ರಾಂತಿಕಾರಕ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ತರಬಲ್ಲವೆಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ. ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಕೆಲವು ಬಿಡಿಸಲಾಗದ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಗೆ ಕ್ವಾಂಟಂ ಕಂಪ್ಯೂಟರುಗಳು ಪರಿಹಾರ ಒದಗಿಸಬಲ್ಲವು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಸ್ಟ್ರಿಂಗ್ ಥಿಯರಿಯಲ್ಲಿನ ಕೆಲವು ಇಂದಿಗೂ ಬಿಡಿದಲಾಗದ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಬಿಡಿದಸಲು,  ವಿಶ್ವದ ಉಗಮ ಮತ್ತು ನಿರ್ನಾಮಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ನಿಗೂಢಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು  ಡಿಜಿಟಲ್ ವಿಧಾನದಿಂದ ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರುಗಳಿಂದ ಬಿಡಿಸಲಾಗದ ಗಣಿತೀಯ ಸಮಸ್ಯೆಗಳು ಮುಂತಾದವುಗಳನ್ನು ಕ್ವಾಂಟಂ ಕಂಪ್ಯೂಟರುಗಳ ಸಹಾಯದಿಂದ ಬಿಡಿಸಬಹುದೆಂದು ಭೌತ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಆಶಿಸುತ್ತಾರೆ.