క్వాంటం కంప్యూటర్: ఈ టెక్నాలజీలో అమెరికా సహా అనేక ప్రపంచ దేశాలతో ఇండియా ఎందుకు పోటీ పడుతోంది?

రాబోయే కాలంలో, క్వాంటం కంప్యూటింగ్ ప్రపంచాన్ని మార్చేయగల టెక్నాలజీగా మారబోతోంది. దీన్ని గుర్తించిన భారత ప్రభుత్వం దీని డెవలప్‌మెంట్ కోసం బడ్జెట్‌లో రూ. 8 వేల కోట్లు కేటాయించింది.

ఈ ఏడాది ఆగస్టు చివరన క్వాంటం సిమ్యులేటర్ QSim ను కూడా ప్రభుత్వం ప్రారంభించింది. దీనివల్ల శాస్త్రవేత్తలు, సంస్థలు ఈ రంగంలో పరిశోధన చేయడం సులువవుతుంది.

భవిష్యత్తుకు కొత్తగా దిశానిర్దేశం చేసే ఈ టెక్నాలజీ విషయంలో భారత్‌తో పాటు ఇతర దేశాలు కూడా పెద్ద ఎత్తున పెట్టుబడులు పెడుతున్నాయి. అమెరికా ప్రభుత్వం 2018లో నేషనల్ క్వాంటం ఇనిషియేటివ్ యాక్ట్‌ని రూపొందించింది. దీనికోసం $1.2 బిలియన్లు ( సుమారు రూ.9000 కోట్లు ) కేటాయించింది.

2016లో ప్రకటించిన 13వ పంచవర్ష ప్రణాళికలో క్వాంటమ్ కమ్యూనికేషన్స్‌ను కీలకమైన పరిశ్రమగా చైనా కమ్యూనిస్ట్ పార్టీ పేర్కొంది.

బ్రిటన్ కూడా 2013లో క్వాంటమ్ టెక్నాలజీలో జాతీయ వ్యూహాన్ని ప్రకటించగా, 2016లో కెనడా ఈ టెక్నాలజీలో 50 మిలియన్ కెనడియన్ డాలర్ల ( సుమారు రూ.293 కోట్లు ) పెట్టుబడిని ప్రకటించింది. జర్మనీ, ఫ్రాన్స్, దక్షిణ కొరియా, రష్యా, జపాన్ వంటి దేశాలతో పాటు గూగుల్, అమెజాన్, మైక్రోసాఫ్ట్ వంటి కంపెనీలు కూడా ఈ టెక్నాలజీలో పెట్టుబడులు పెడుతున్నాయి.

దీంతో క్వాంటం టెక్నాలజీ అంటే ఏంటి, దాని కోసం దేశాలు సంస్థలు ఎందకు పోటీ పడుతున్నాయి అన్నది ఆసక్తికరంగా మారింది.

క్వాంటం కంప్యూటింగ్‌ని అంటే ఇప్పుడున్న కంప్యూటర్ టెక్నాలజీని అత్యంత వేగవంతమైన టెక్నాలజీగా మార్చడం. సింపుల్‌గా చెప్పాలంటే, సాధారణ కంప్యూటర్ గుర్రపు బండి లాంటిదైతే, క్వాంటం కంప్యూటింగ్ రేస్‌ కార్ లాంటింది.

కొత్త మెటీరియల్స్‌ సృష్టి, మెడిసిన్ తయారీ, కృత్రిమ మేధస్సు లాంటి అంశాలను మెరుగుపరచడంలో క్వాంటమ్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించవచ్చు.

క్వాంటం కంప్యూటర్స్ ఎందుకు ప్రత్యేకం?

"ఒక సాధారణ కంప్యూటర్ సమాచారాన్ని సున్నాలు, ఒకట్ల రూపంలో ప్రాసెస్ చేస్తుంది. మనం ఒక వీడియోను పంపితే, కంప్యూటర్ దానిని జీరో, వన్ సిరీస్‌లోని మిలియన్ల కొద్దీ ముక్కలుగా విభజించి పంపుతుంది. దాన్ని అవతలి వ్యక్తులు రీబిల్డ్ చేసుకోవచ్చు. కానీ క్వాంటం కంప్యూటర్‌లో క్వాంటం బిట్స్‌లో పని చేస్తాం. ఇందులో సున్నా, ఒకటి కాకుండా రెండూ కలిసి ఉండొచ్చు'' అని ప్రొఫెసర్ స్టెఫానీ వీనర్ అన్నారు. ఆమె డాఫ్ట్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ టెక్నాలజీలో సెంటర్ ఫర్ క్వాంటం కంప్యూటింగ్‌ను నడుపుతున్నారు.

సాధారణ కంప్యూటర్ ఈ పనులు చేయలేదా ?

సిద్ధాంతపరంగా క్వాంటం కంప్యూటర్ చేయగలిగే అన్ని పనులను ఒక సాధారణ కంప్యూటర్ కూడా చేయగలదు. కాకపోతే ఆ పని చేసేందుకు అది తీసుకునే టైమ్ ఎంత అన్నది ముఖ్యం. క్వాంటమ్ కంప్యూటర్ కొన్ని గంటల్లో చేసే పనిని చేయడానికి సాధారణ కంప్యూటర్‌కు ఒక జన్మ పడుతుంది.

దీని వేగం సాయంతో మెడికల్ రంగంలో కొత్త విప్లవాన్ని తీసుకురాగలదని అంటున్నారు. మరి అలాంటి పరిస్థితుల్లో వాటికి డిమాండ్ పెరగాలి. కానీ, అలా జరగడం లేదు. ఎందుకు?

చాలా కష్టమైన పని

''క్వాంటం టెక్నాలజీ అనేది సైన్స్‌లో ఒక మిస్టరీ. దీని నుంచి అద్భుతాలను సాధించవచ్చు. కానీ, దానిని తయారు చేయడం చాలా కష్టంతో కూడుకున్న పని. ఎందుకంటే దీనికి సూపర్ పొజిషన్ వంటి ప్రక్రియను నియంత్రించాల్సి ఉంటుంది'' అని ప్రొఫెసర్ విన్‌ఫ్రెడ్ హెన్సింగర్ అభిప్రాయపడ్డారు. ఆయన ససెక్స్ సెంటర్ ఫర్ క్వాంటమ్ టెక్నాలజీస్ సంస్థకు డైరక్టర్‌గా పని చేస్తున్నారు.

గత మూడు దశాబ్దాలుగా, శాస్త్రవేత్తలు దీన్ని మీద పని చేస్తుండగా, ఇందులో చెప్పుకోదగ్గ గొప్ప ఫలితాలు ఇంకా కనిపించలేదు.

"రెండు కంపెనీల ప్రయోగ ఫలితాలు కొంత సానుకూలంగా ఉన్నాయి. వాటిలో ఒకటి క్వాంటం కంప్యూటర్‌లను రూపొందించడానికి మైక్రోసాఫ్ట్, ఐబీఎం, గూగుల్ ఉపయోగిస్తున్న సూపర్ కండక్టింగ్ సర్క్యూట్. ఇది మనం ఉపయోగించాల్సిన ప్రత్యేకమైన ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్. రెండు వందల యాభై డిగ్రీల సెల్సియస్ కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలో దీనిని చల్లబరచాలి’’ అని ప్రొఫెసర్ హెన్సింగర్ వివరించారు.

‘‘ఈ ప్రయోగపు విజయం, ఇందుకోసం ఉపయోగించే ఫ్రిజ్ మైక్రోచిప్ ఎంత సమర్ధతతో పని చేస్తుంది అన్నదానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అయితే, సూపర్ కండక్టింగ్ సర్క్యూట్లతో ఉన్న సమస్య ఏంటంటే అంత పెద్ద ఫ్రిజ్‌ను తయారు చేయడం అంత సులభం కాదు’’ అని ఆయన అన్నారు.

క్వాంటం కంప్యూటర్ల కోసం పోటీ ఎందుకు?

"క్వాంటం కంప్యూటర్‌లను తయారు చేయడానికి దేశాల మధ్య పోటీ ఉంది. ఇది స్పేస్ రేస్ లాంటిది" అని జూన్ 2020లో తన మరణానికి ముందు ప్రొఫెసర్ జోనాథన్ డాలింగ్ బీబీసీతో అన్నారు.

ప్రొఫెసర్ జోనాథన్ డాలింగ్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ లూసియానా ప్రొఫెసర్‌గా పని చేసేవారు. ఆయన చాలాకాలం పాటు క్వాంటం కంప్యూటర్ల టెక్నాలజీ పై పని చేశారు.

వ్యక్తిగత డేటా, కంపెనీలు, సైన్యం, ప్రభుత్వాల డేటాను సురక్షితంగా ఉంచడానికి ఉపయోగపడే ఈ టెక్నాలజీ కోసం వివిధ దేశాలు పోటీ పడుతున్నాయి. డేటా భద్రత విషయంలో ప్రమాదంలో ఉన్నామని చాలా దేశాలు భావిస్తున్నాయి. అందుకే ఈ పోటీ అని నిపుణులు చెబుతున్నారు.

2013లో అమెరికా ఇంటెలిజెన్స్ కాంట్రాక్టర్ ఎడ్వర్డ్ స్నోడెన్, ప్రభుత్వానికి సంబంధించిన పలు ఇంటెలిజెన్స్ పత్రాలను లీక్ చేశారు. అమెరికా నేషనల్ సెక్యూరిటీ ఏజెన్సీ ఇతరుల కమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్‌లోకి ఏ మేరకు చొరబడగలదో ఈ పత్రాలు వెల్లడించాయి.

"కమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్‌లోకి చొరబడటంలో యుఎస్ నేషనల్ సెక్యూరిటీ ఏజెన్సీ ఎంత ముందుందో ఎడ్వర్డ్ స్నోడెన్ లీక్‌ల ద్వారా చైనీయులకు అర్ధమైంది. అమెరికన్లు మొదటి క్వాంటం కంప్యూటర్‌ను తయారు చేస్తారని కూడా వాళ్లు ఆందోళన చెందారు'' అని జోనాథన్ అన్నారు.

ఇదే జరిగితే చైనా గూఢచార వ్యవస్థలను అమెరికా గుర్తించగలదు. తన రహస్యాలు చైనాకు చేరకుండా ఆపగగలదు. ఇదెలా సాధ్యం? దీనికి జోనాథన్ వివరణ ఇచ్చారు.

''ప్రస్తుతం సమాచారాన్ని సురక్షితంగా చేరవేయడానికి 'పబ్లిక్ కీ' ఎన్‌క్రిప్షన్ పద్ధతులు ఉపయోగిస్తున్నారు. 'పబ్లిక్ కీ' కాన్సెప్ట్ ఏంటంటే, దీనిని సాధారణ కంప్యూటర్‌ ద్వారా హ్యాక్ చేయడానికి వందల సంవత్సరాలు పడుతుంది. కానీ ఒక క్వాంటం కంప్యూటర్ దీన్ని కొన్ని గంటల్లో హ్యాక్ చేయగలదు" అని వెల్లడించారు.

ప్రమాదకరం కాదా?

చూడటానికి ఇది కాస్త ప్రమాదకరం అనిపిస్తున్నప్పటికీ, ఇందులో కొన్నిపాజిటివ్ విషయాలు కూడా ఉన్నాయి. క్వాంటం కంప్యూటర్ల ద్వారా కమ్యూనికేషన్ పూర్తిగా సురక్షితంగా ఉంటుంది. ఒక క్వాంటం కంప్యూటర్ తయారు చేసిన కమ్యూనికేషన్‌ను మరో క్వాంటం కంప్యూటర్ హ్యాక్ చేయలేదు. దీన్ని తయారు చేయడంలో పోటీకి కారణం కూడా అదే. ఈ టెక్నాలజీలో చైనా పెద్దఎత్తున పెట్టుబడులు పెడుతోందని జోనాథన్ డౌలింగ్ తెలిపారు.

"చైనా ఒక నెట్‌వర్క్‌ను నిర్మిస్తోంది, దీనిలో శాటిలైట్ కూడా ఉంటుంది. క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ నెట్‌వర్క్ ఫైబర్ లేదా శాటిలైట్ ద్వారా దేశవ్యాప్తంగా విస్తరిస్తుంది. ఇది మొత్తం నెట్‌వర్క్‌ను హ్యాక్ ప్రూఫ్ చేస్తుంది. ఈ రంగంలో పోటీ పడలేని వారికి, భవిష్యత్తులో కూడా డేటా హ్యాకింగ్ ప్రమాదం పొంచి ఉంటుంది’’ అని ఆయన వివరించారు.

అమెరికా, ఇతర దేశాలు కూడా ఈ టెక్నాలజీపై భారీగా పెట్టుబడులు పెడుతున్నాయి. అయితే ఈ టెక్నాలజీని రియాలిటీగా మార్చుకుని పెద్ద ఎత్తున పని చేయడమే శాస్త్రవేత్తల ముందున్న సవాల్.

మళ్లీ మొదటికి వద్దాం. క్వాంటం కంప్యూటర్‌ల తయారీ రేసులో ఇండియా కూడా ఎందుకు ఉంది?

ఎందుకంటే ఇది భద్రత, ఆర్థిక వ్యవస్థ, పరిశోధనల కోసం ఒక భావి అవసరం. కానీ, క్వాంటం వరల్డ్‌లో అత్యంత కీలకమైన అంశం పరమాణువు. ఈ పరమాణువుల అస్థిర ప్రవర్తన కారణంగా ఈ అత్యంత శక్తివంతమైన యంత్రాలను తయారు చేయడం ఒక పెద్ద సవాలు.

‘‘ఈ టెక్నాలజీని సంపాదించేందుకు చాలా దేశాలు పోటీ పడుతున్నాయి. ఈ రేసు ఎక్కడికి వెళుతుందో ఎవరికీ తెలియదు’’ అని జోనాథన్ అన్నారు.

ఇవి కూడా చదవండి:

(బీబీసీ తెలుగును ఫేస్‌బుక్, ఇన్‌స్టాగ్రామ్‌, ట్విటర్‌లో ఫాలో అవ్వండి. యూట్యూబ్‌లో సబ్‌స్క్రైబ్ చేయండి.)