ಇಂದಿನ ಡಿಜಿಟಲ್ ಯುಗದಲ್ಲಿ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ಗಳು ನಮ್ಮ ಜೀವನದ ಅವಿಭಾಜ್ಯ ಅಂಗವಾಗಿವೆ. ಆದರೆ, ಈಗ ವಿಶ್ವವು ಹೊಸ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದತ್ತ ಸಾಗುತ್ತಿದೆ ಅದೇ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ (Quantum Computing). ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್(Quantum Computing) ಅನ್ನು ಸರಳವಾಗಿ ಅರ್ಥ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮೊದಲು ಸಾಮಾನ್ಯ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ (ClassicalComputing) ಬಗ್ಗೆ ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಬೇಕು. ನಾವು ಬಳಸುವ ಲ್ಯಾಪ್ಟಾಪ್, ಮೊಬೈಲ್, ಡೆಸ್ಕಾಪ್ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಇದರ ಮೂಲ ಘಟಕ ಬಿಟ್ (Bit). ಬಿಟ್ ಅಂದರೆ 0 ಅಥವಾ 1. ಇದರ ಅರ್ಥ ಒಂದು ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಸ್ಥಿತಿ ಮಾತ್ರ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಸ್ವಿಚ್ ON (1) ಅಥವಾ OFF (0). ಇನ್ನು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಎಂದರೆ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕಾನಿಕ್ಸ್ (Quantum Mechanics) ಎಂಬ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ತತ್ವಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ವಿಧಾನ. ಇದರ ಮೂಲ ಘಟಕ ಕ್ಯೂಬಿಟ್ (Qubit). ಕ್ಯೂಬಿಟ್ ಅಂದರೆ 0, 1 ಅಥವಾ ಒಂದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ 0 ಮತ್ತು 1 (Superposition) ಇರುವ ಸ್ಥಿತಿ. ಇದರ ಅರ್ಥ ಇದು ಒಂದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಹಲವು ಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಇರಬಹುದು. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ನ ಮೂಲತತ್ವಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮೊದಲು ನಾವು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ (Quantum Physics) ಸ್ವಭಾವವನ್ನು ಗಮನಿಸಬೇಕು. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಲೋಕದಲ್ಲಿ ವಸ್ತುಗಳು ನಮ್ಮ ದೈನಂದಿನ ಅನುಭವದಂತೆ ವರ್ತಿಸುವುದಿಲ್ಲ; ಅಲ್ಲಿ ಅಣು (atom) ಮತ್ತು ಉಪಅಣು (Subatomic particle) ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ವಿಚಿತ್ರ ಮತ್ತು ಆಶ್ಚರ್ಯಕರ ಘಟನೆಗಳು ನಡೆಯುತ್ತವೆ. ಇದೇ ತತ್ವಗಳನ್ನು ಆಧಾರವಾಗಿಸಿಕೊಂಡು ನಿರ್ಮಾಣವಾಗಿರುವ ಗಣಕ ವಿಧಾನವೇ ಕ್ವಾಂಟಟ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್. ಕ್ಯೂ ಬಿಟ್ಗಳ ವಿಶೇಷತೆಯೇ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ನ ಮೂಲತತ್ವಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ.
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ನ ಮೊದಲ ಮತ್ತು ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಮುಖತತ್ವವೆಂದರೆ ಸೂಪರ್ ಪೊಸಿಷನ್. ಈಗಾಗಲೇ ತಿಳಿಸಿದಂತ, ಒಂದು ಕ್ಯೂಬಿಟ್ ಒಂದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ 0 ಮತ್ತು 1 ಎರಡೂ ಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿರಬಹುದು. ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯ ತಾರ್ಕಿಕತೆಗೆ (Logic)ವಿರುದ್ಧವಾದರೂ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಇದು ಸಹಜವಾದ ಗುಣವಾಗಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಗಾಳಿ ಬೀಸುವ Fan ತುಂಬಾ ವೇಗವಾಗಿ ತಿರುಗುತ್ತಿದ್ದಾಗ, ಅದರ ಬ್ಲೇಡ್ಗಳು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಕಾಣುವುದಿಲ್ಲ. ನಮಗೂ ಕೂಡ, Fan ನಿಂತಿದೆಯಾ ಅಥವಾ ಓಡುತ್ತಿದೆಯಾ ಎಂದು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳಲು ಆಗುವುದಿಲ್ಲ. ಅದು ಎರಡೂ ಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿರುವಂತೆ ಕಾಣುತ್ತದೆ. ಇದೇ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ, ಕ್ಯೂಬಿಟ್ ಕೂಡ ಒಂದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಇದರಿಂದ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಒಂದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳನ್ನು ನಡೆಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳಬಹುದು.
ಇನ್ನೊಂದು ಪ್ರಮುಖ ತತ್ವವೆಂದರೆ ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ಮೆಂಟ್ (Entanglement). ಇದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಲೋಕದ ಅತ್ಯಂತ ವಿಚಿತ್ರಗುಣಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಎರಡು ಕ್ಯೂಬಿಟ್ಗಳು ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ (ಜೋಡಣೆ) ಆಗಿದ್ದರೆ, ಅವುಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧ ಅಷ್ಟು ಬಲವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಒಂದರಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆ ಮಾಡಿದರೆ ಮತ್ತೊಂದು ಬಹಳ ದೂರದಲ್ಲಿದ್ದರೂ ಕೂಡ ತಕ್ಷಣದ ಪರಿಣಾಮ ಕಾಣಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ನಿಯಮಗಳಿಗೆ ವಿರುದ್ಧವಾದಂತೆ ಕಾಣಿಸಿದರೂ, ಅನೇಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಇದರ ಸತ್ಯತೆಯನ್ನು ದೃಢಪಡಿಸಿವೆ. ಈ ಗುಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಸಮನ್ವಯಿತ ಮತ್ತು ವೇಗದ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳನ್ನು ನಡೆಸಬಹುದು.
ಮೂರನೆಯ ತತ್ವವೆಂದರೆ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಇಂಟರ್ಫೆರನ್ಸ್ (Quantum interference). ಇದು ತರಂಗಗಳ ಗುಣಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಒಂದು ತತ್ವವಾಗಿದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳ ತರಂಗಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಸೇರಿ ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆಯಾಗಬಹುದು. ಇದರಿಂದ ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರದ ಸಾಧ್ಯತೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಮತ್ತು ತಪ್ಪು ಉತ್ತರಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ತತ್ವವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಅಲ್ಗಾರಿಥಮ್ಗಳು (Algorithms) ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ.ಇದರ ಜೊತೆಗೆ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮಾಪನ (Measurement) ಕೂಡ ಒಂದು ಮುಖ್ಯ ಅಂಶವಾಗಿದೆ. ಕ್ಯೂಬಿಟ್ಗಳು ಸೂಪರ್ ಪೊಸಿಷನ್ನಲ್ಲಿ ಇದ್ದರೂ, ನಾವು ಅವನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಿದಾಗ ಅವು 0 ಅಥವಾ 1 ಎಂಬ ಒಂದೇ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಕುಸಿದು ಬಿಡುತ್ತವೆ. ಇದನ್ನು collapse of wave function ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿದ್ದ ಅನೇಕ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದೇ ಒಂದು ಫಲಿತಾಂಶ ನಮಗೆ ಗೋಚರಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳಲ್ಲಿ ಸರಿಯಾದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸರಿಯಾದ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಮಾಪನ ಮಾಡುವುದು ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಬಹಳ ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಅವು ಹೊರಗಿನ ಪರಿಸರದ ಪರಿಣಾಮದಿಂದ ತಮ್ಮ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಗುಣಗಳನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳು ಹೆಚ್ಚು. ಇದರಿಂದ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದಲ್ಲಿ ದೋಷಗಳು ಉಂಟಾಗಬಹುದು. ಆದ್ದರಿಂದ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ಗಳನ್ನು ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಿತ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇಂತಹ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಎರರ್ಕರೆಕ್ಷನ್ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಪಡಿಸುತ್ತಿದ್ದಾರೆ. ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ, ಈ ಮೇಲೆ ತಿಳಿಸಿದ ತತ್ವಗಳಿಂದ ತಿಳಿಯುವುದೆಂದರೆ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ಗಳಿಗಿಂತ ಅಸಾಧ್ಯವಾದ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನೂ ವೇಗವಾಗಿ ಪರಿಹರಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಹೊಂದಿವೆ. ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಇನ್ನೂ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಹಂತದಲ್ಲಿದ್ದರೂ, ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಇದು ವಿಜ್ಞಾನ, ವೈದ್ಯಕೀಯ, ಭದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ರಾಂತಿಯನ್ನುಂಟು ಮಾಡುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ತಳ್ಳಿ ಹಾಕುವಂತಿಲ್ಲ.
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ನ ಉಪಯೋಗಗಳು:
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಇನ್ನೂ ಆರಂಭಿಕ ಹಂತದಲ್ಲಿದ್ದರೂ, ಅದರ ಉಪಯೋಗಗಳು ಅನೇಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ರಾಂತಿಯನ್ನುಂಟು ಮಾಡುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಹೊಂದಿವೆ. ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಆರೋಗ್ಯ ಮತ್ತು ಔಷಧಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಬಹಳ ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಇತ್ತೀಚಿನ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಆರೋಗ್ಯ ಮತ್ತು ವೈದ್ಯಕೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಅತ್ಯಂತ ವೇಗವಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಹೊಂದುತಿದ್ದು, ಈ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಪ್ರಮುಖ ಕಾರಣ. ಅದರಲ್ಲಿಯೂ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಎಂಬ ಹೊಸತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ವೈದ್ಯಕೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಮಹತ್ವದ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ತರಬಲ್ಲ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಹೊಂದಿದೆ. ಏಕೆಂದರೆ ಹೊಸ ಔಷಧಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವುದು ಕಷ್ಟಕರ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಸಮಯಬೇಕು. ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ವಿವಿಧ ರಾಸಾಯನಿಕ ಮಿಶ್ರಣಗಳನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿ ಯಾವುದು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಎಂಬುದನ್ನು ಕಂಡು ಹಿಡಿಯಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ಗಳು ಅಣುಗಳ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ವರ್ತನೆಯನ್ನು ಅಣುಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಅನುಕರಣೆ (simulation) ಮಾಡುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ ಕಡಿಮೆ ಸಮಯ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚದಲ್ಲಿ ಹೊಸಔಷಧಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಪಡಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ.
ಎರಡನೆಯದಾಗಿ ಕ್ಯಾನ್ಸರ್, ಹೃದಯ ರೋಗಗಳು ಮತ್ತು ಅನುವಂಶೀಯ ರೋಗಗಳಂತಹ ಸಂಕೀರ್ಣ ರೋಗಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ದೊಡ್ಡಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ವೈದ್ಯಕೀಯ ಡೇಟಾವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಇಂತಹ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ಗಳು ಈ ಡೇಟಾವನ್ನು ವೇಗವಾಗಿ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಿ, ರೋಗದ ಮೂಲಕಾರಣಗಳನ್ನು ಕಂಡು ಹಿಡಿಯಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುವುದರ ಜೊತೆಗೆ ವೈದ್ಯರು ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾದ ನಿರ್ಧಾರವನ್ನು ಕೈಗೊಳ್ಳಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ.
ಮೂರನೆಯದಾಗಿ ವೈಯಕ್ತಿಕ ಚಿಕಿತ್ಸೆ (Personalized Medicine) ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟನ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಮಹತ್ವ ಹೊಂದಿದೆ. ಪ್ರತಿಯೊಬ್ಬ ವ್ಯಕ್ತಿಯ ದೇಹದ ಸ್ವಭಾವ ಮತ್ತು ಜನನ ಪರಮಾಹಿತಿ ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಈ ವೈಯಕ್ತಿಕ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಸರಿಯಾಗಿ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಿ, ವ್ಯಕ್ತಿಗೆ ಚಿಕಿತ್ಸೆ ವಿಧಾನವನ್ನು ಸೂಚಿಸುವುದರಿಂದ, ಚಿಕಿತ್ಸೆ ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಆಗುವುದರೊಂದಿಗೆ ಅಡ್ಡಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, MRI, CT scan ಮುಂತಾದ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಿಂದ ದೊರೆಯುವ ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಮತ್ತು ವೇಗವಾಗಿ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಿ, ರೋಗಗಳನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಕ ಹಂತದಲ್ಲೇ ಪತ್ತೆ ಹಚ್ಚಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಜೊತೆಗೆ, ದೇಹಕ್ಕೆ ನೀಡಿರುವ ಹೊಸ ಔಷಧವು ದೇಹದಲ್ಲಿ ಹೇಗೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಅದರ ಪರಿಣಾಮಗಳು ಹೇಗಿರುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಮೂಲಕ ಮುಂಚಿತವಾಗಿ ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುವುದರಿಂದ, ಅನಾವಶ್ಯಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿ, ಸುರಕ್ಷಿತ ಔಷಧಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಪಡಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇದೇ ರೀತಿ, ರೋಗನಿಯಂತ್ರಣ ಮತ್ತು ಮಹಾಮಾರಿ (Pandemic) ನಿರ್ವಹಣೆಯಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಉಪಯೋಗವಾಗಬಹುದು. ಹೇಗಂದರೆ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಜನಸಂಖ್ಯೆಯ ಡೇಟಾವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಿ, ರೋಗದ ಹರಡುವಿಕೆಯನ್ನು ಅಂದಾಜಿಸಲು ಮತ್ತು ಸೂಕ್ತಕ್ರಮಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲು ಇದು ಸಹಕಾರಿಯಾಗಿದೆ. ಇದಾದನಂತರ, ಸೈಬರ್ ಭದ್ರತೆ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಮಹತ್ವದ ಪಾತ್ರವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಇಂದಿನ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಡೇಟಾ ಭದ್ರತೆ ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕ್ರಿಪ್ಟೋಗ್ರಫಿ (Quantum cryptography) ಎಂಬ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಅತ್ಯಂತ ಸುರಕ್ಷಿತ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುವುದರ ಜೊತೆಗೆ ಡೇಟಾ ಹ್ಯಾಕಿಂಗ್ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಆದರೆ, ಇದೇ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಪ್ರಸ್ತುತ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿರುವ ಎನ್ಕ್ರಿಪ್ಷನ್ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಭೇದಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ, ಸುಧಾರಿತ ಭದ್ರತಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಅತ್ಯಾವಶ್ಯಕವಾಗಿದೆ.
ನಾಲ್ಕನೆಯದಾಗಿ ಹವಾಮಾನ ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಮಹತ್ವದ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಹವಾಮಾನ ಬದಲಾವಣೆ, ಪ್ರಕೃತಿ ವಿಪತ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ಸಮಸ್ಯೆಗಳ ಕುರಿತು ನಿಖರವಾದ ಮುನ್ಸೂಚನೆ ನೀಡಲು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಡೇಟಾವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ಗಳು ಈ ರೀತಿಯ ಗಣನೆಗಳನ್ನು ವೇಗವಾಗಿ ನಡೆಸಿ ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ನೀಡಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಕೃತಕ ಬುದ್ಧಿಮತ್ತೆ ಮತ್ತು ಯಂತ್ರಕಲಿಕೆ (Machine learning) ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿಯೂ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಮಹತ್ವ ಹೊಂದಿದು, ದೊಡ್ಡಪ್ರಮಾಣದ ಡೇಟಾವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಿ quantum computing ವೇಗವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು. ಇದರಿಂದ AI ಮಾದರಿಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮತ್ತು ನಿಖರವಾಗುತ್ತವೆ. ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮತ್ತು AI ಸಂಯೋಜನೆಯಿಂದ ಹೊಸತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ನಿರೀಕ್ಷಿಸಬಹುದು.
ಹಣಕಾಸು ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿಯೂ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಮಹತ್ವದ ಪಾತ್ರವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಬ್ಯಾಂಕಿಂಗ್, ಹೂಡಿಕೆ ಹಾಗೂ ಅಪಾಯ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯಂತಹ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಸಂಕೀರ್ಣ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಇಂತಹ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ಗಳು ಈ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ವೇಗವಾಗಿ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಿ ಪರಿಹರಿಸುವುದರ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾದ ಹಾಗೂ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ನಿರ್ಧಾರಗಳನ್ನು ಕೈಗೊಳ್ಳಲು ಸಹಕಾರ ನೀಡುತ್ತವೆ. ಜೊತೆಗೆ, ಲಾಜಿಸ್ಟಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಟ್ರಾನ್ಸ್ಪೋರ್ಟ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿಯೂ ಇದರ ಉಪಯೋಗ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ. ಸರಕು ಸಾಗಣೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಮಾರ್ಗಗಳು, ಯೋಜನೆ ಮತ್ತು ಸಮಯ ನಿರ್ವಹಣೆ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಸುಲಭವಾಗಿ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುವ ಕಾರಣದಿಂದ ಸಮಯ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು. Smart Citiesಗಳಲ್ಲಿ ಟ್ರಾಫಿಕ್ ನಿರ್ವಹಣೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ ನಿಯಂತ್ರಣ, ನೀರಿನ ವಿತರಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಮತ್ತು ಸಾರ್ವಜನಿಕ ಸೇವೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇತರ ದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಇಂದು ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ವೇಗವಾಗಿ ಬೆಳೆಯುತ್ತಿರುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಪ್ರಮುಖ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಅಮೆರಿಕಾ, ಚೀನಾ, ಕೆನಡಾ, ಯುರೋಪಿನ ದೇಶಗಳು ಹಾಗೂ ಜಪಾನ್ ಮುಂತಾದ ರಾಷ್ಟ್ರಗಳು ಈ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಹೂಡಿಕೆ ಮಾಡುತ್ತಿವೆ. ಅಮೆರಿಕಾದಲ್ಲಿ IBM, Google ಮತ್ತು Microsoft ಮುಂತಾದ ಕಂಪನಿಗಳು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಲ್ಲಿ ಮುಂಚೂಣಿಯಲ್ಲಿವೆ. ವಿಶೇಷವಾಗಿ Google ತನ್ನ quantum supremacy ಸಾಧನೆ ಮೂಲಕ, ಸಾಮಾನ್ಯ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ಗಳಿಗೆ ಕಷ್ಟಸಾಧ್ಯವಾಗುವ ಸಂಕೀರ್ಣ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳನ್ನು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ಗಳ ಮೂಲಕ ಅತ್ಯಂತ ವೇಗವಾಗಿ ನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದೆಂದು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದೆ. ಚೀನಾ ದೇಶವು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ವೇಗವಾಗಿ ಮುಂದುವರಿಯುತಿದ್ದು, ಅವರು ಉಪಗ್ರಹ ಆಧಾರಿತ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂವಹನ (quantum communication) ಹಾಗೂ ಸುರಕ್ಷಿತ ಡೇಟಾ ವರ್ಗಾವಣೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಸಾಧನೆ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ. ಯುರೋಪ್ದೇಶಗಳುಸಹ “Quantum Flagship Programme” ಮೂಲಕ ಅನೇಕ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯಗಳು ಮತ್ತು ಸಂಶೋಧನಾ ಸಂಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಿ ದೊಡ್ಡ ಸಂಶೋಧನೆ ನಡೆಸುತ್ತಿವೆ. ಕೆನಡಾದಲ್ಲಿ D-Wave Systems ಎಂಬ ಕಂಪನಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಅನೀಲಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಪ್ರಸಿದ್ಧವಾಗಿದೆ. ಜಪಾನ್ ಮತ್ತು ದಕ್ಷಿಣಕೊರಿಯಾ ದೇಶಗಳು ಕೂಡ ಹೊಸಪೀಳಿಗೆಯ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಹಾರ್ಡ್ವೇರ್ ಮತ್ತು ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳೊಂದಿಗೆ ಈ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಸ್ಪರ್ಧಿಸುತ್ತಿವೆ.
ಭಾರತದಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್:
ಭಾರತವು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ವೇಗವಾಗಿ ಮುನ್ನಡೆಯುತ್ತಿರುವ ರಾಷ್ಟ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖವಾಗಿದೆ. ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಸರ್ಕಾರ ಮತ್ತು ಸಂಶೋಧನಾ ಸಂಸ್ಥೆಗಳು ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಕ್ಕೆ ವಿಶೇಷ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆ ನೀಡುತ್ತಿವೆ. ಇದರ ಭಾಗವಾಗಿ, ಭಾರತ ಸರ್ಕಾರದ National Quantum Mission (NQM) ಮೂಲಕ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ಮಹತ್ತರ ಬೆಂಬಲ ಒದಗಿಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ. ಈ ಕಾರ್ಯಕ್ರಮದ ಮುಖ್ಯ ಉದ್ದೇಶ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್, ಸಂವಹನ, ಕ್ರಿಪ್ಟೋಗ್ರಫಿ ಹಾಗೂ ಸೆನ್ಸಿಂಗ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ದೇಶವನ್ನು ಸ್ವಾವಲಂಬಿಯನ್ನಾಗಿ ರೂಪಿಸುವುದಾಗಿದೆ. ಇದೇ ವೇಳೆ, IITಗಳು, Indian Institute of Science ಬೆಂಗಳೂರು, DRDO ಮತ್ತು ISRO ಮುಂತಾದ ಪ್ರಮುಖ ಸಂಸ್ಥೆಗಳು ಈ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ಮುಂದುವರಿಸುತ್ತಿವೆ. ವಿಶೇಷವಾಗಿ, IISc ಬೆಂಗಳೂರು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಗಳ ಸ್ಥಾಪನೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಲ್ಲಿ ಮುಂಚೂಣಿಯಲ್ಲಿದೆ. ಭಾರತದ ಸ್ಟಾರ್ಟ್ಪ್ಗಳು ಕೂಡ ಈ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಕ್ವಾಂಟ ಮ್ ಸುರಕ್ಷತೆ (quantum security) ಮತ್ತು ಡೇಟಾ ಎನ್ಕ್ರಿಪ್ಷನ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಕೆಲ ಸ್ಟಾರ್ಟ್ಪ್ಗಳು ಹೊಸತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಲ್ಲಿ ನಿರತರಾಗಿವೆ. ಇತರ ದೇಶಗಳಿಗಿಂತ ಭಾರತ ಇನ್ನೂ ಆರಂಭಿಕ ಹಂತದಲ್ಲಿದ್ದರೂ, ಸರ್ಕಾರದ ಬೆಂಬಲ, ಪ್ರತಿಭಾವಂತ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಮತ್ತು ಸಂಶೋಧನಾ ಸಂಸ್ಥೆಗಳ ಕಾರಣದಿಂದ ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಭಾರತವು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ 2035ರೊಳಗೆ quantum economy ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಜೊತೆಗೆ startups ಮತ್ತು innovation ಹೆಚ್ಚಾಗುವ ಸಾಧ್ಯತೆ ಇದ್ದು, ವಿಶ್ವದಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ.
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಜಾಗತಿಕ ಸವಾಲುಗಳು:
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಅತ್ಯಂತ ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾದರೂ, ಇದರ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಪ್ರಮುಖ ಸವಾಲುಗಳಿವೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ಗಳು ತುಂಬಾ ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿರುತ್ತವೆ (sensitive). ಸಣ್ಣ ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆ, ಶಬ್ದ (noise) ಅಥವಾ ಪರಿಸರದ ಅಡಚಣೆಗಳಿಗೂ ಅವುಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಹಾನಿಯಾಗಬಹುದು.ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳಲ್ಲಿ ದೋಷಗಳನ್ನು ಸರಿಪಡಿಸಲು ಬಳಸುವ quantum error correction ವಿಧಾನಗಳು ಇನ್ನೂ ಜಟಿಲವಾಗಿವೆ ಮತ್ತು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಾಗಿಲ್ಲ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ನಿರ್ಮಾಣ ಮತ್ತು ನಿರ್ವಹಣೆ ಬಹಳ ದುಬಾರಿ. ವಿಶೇಷ ಉಪಕರಣಗಳು, ಸೂಪರ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಮತ್ತು ಉನ್ನತ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಅಗತ್ಯವಿರುವುದರಿಂದ ವೆಚ್ಚ ಹೆಚ್ಚಾಗಬಹುದು ಹಾಗೂ ಈ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಪರಿಣತಿ ಹೊಂದಿದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಮತ್ತು ಇಂಜಿನಿಯರ್ಗಳ ಕೊರತೆ ಇದೆ. ಇದರಿಂದ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಕಾರ್ಯಗಳು ನಿಧಾನವಾಗುತ್ತಿವೆ. ಒಟ್ಟಾರೆ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಭಾರತ ಮತ್ತು ಇತರ ದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಒಂದು ಭವಿಷ್ಯದ ಕ್ರಾಂತಿಕಾರಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿ ಪರಿಗಣಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದ್ದು, ಇದು ವಿವಿಧ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಮಹತ್ತರ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ತರಲು ಸಾಧ್ಯತೆ ಹೊಂದಿದೆ. ಆರೋಗ್ಯ, ಭದ್ರತೆ, ವೈದ್ಯಕೀಯ, ಕೃತಕ ಬುದ್ಧಿಮತ್ತೆ, ಕ್ರಿಪ್ಟೋಗ್ರಫಿ, ಪರಿಸರ, ಹಣಕಾಸು, ಕೈಗಾರಿಕಾ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಶೋಧನೆಗಳಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ಬದಲಾವಣೆ ತರುವುದರ ಜೊತೆಗೆ ದೇಶದ ವಿಜ್ಞಾನ ಹಾಗೂ ಆರ್ಥಿಕ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ದೊಡ್ಡ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡಲಿದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಬಹಳ ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾದರೂ, ಅನೇಕ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ದಾಟುವುದು ಅದರ ಯಶಸ್ಸಿಗೆ ಅತ್ಯಂತ ಅಗತ್ಯವಾಗಿದೆ.
ಲೇಖಕರು:
ಡಾ. ಬಿ.ಈ.ರಂಗಸ್ವಾಮಿ,
ಕುಲಸಚಿವರು(ನಿಕಟಪೂರ್ವ)
ವಿಶ್ವೇಶ್ವರಯ್ಯತಾಂತ್ರಿಕವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರು,
ಜೈವಿಕಜೈವಿಕತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಿಭಾಗ, BIET, ದಾವಣಗೆರೆ.
