29 October 2020

News Flash

क्षितिजावरचे वारे : क्वांटम म्हणजे काय रे भाऊ?

१ आणि ० या दोन स्थितींवर उभ्या कॉम्प्युटर विश्वाची भाषा रचली गेली आहे.

सौरभ करंदीकर

एखाद्या प्रश्नाचं नेमकं उत्तर माहिती नसेल तर शून्य मार्क मिळतात हे आपण आपल्या शालेय जीवनात अनुभवलेलं आहे. ‘काही कल्पना नाही बुवा’.. असं म्हणून चालत नाही. विक्रम-वेताळाच्या पंचविसाव्या गोष्टीत जेव्हा विक्रमाला वेताळाच्या प्रश्नाचं उत्तर देता येत नाही तेव्हा खुद्द पंचविशीच संपते! विज्ञानाच्या अनेक शाखांमधील शास्त्रज्ञ प्रश्नांची उत्तरं शोधण्यात आयुष्य खर्ची घालतात. प्रत्येक प्रयोगाची अपेक्षित, अनपेक्षित उत्तरं सापडतात. अनेकदा शास्त्रज्ञांच्या हयातीत न मिळालेली उत्तरं पुढच्या पिढीतील शास्त्रज्ञ शोधून काढतात, परंतु असं क्वचितच होतं, की उत्तरं बेभरवशाची असतात, त्यांची कारणं देता येत नाहीत.

पदार्थ विज्ञानाच्या एका उपशाखेमध्ये मात्र शास्त्रज्ञांना निरुत्तर करणारे काही प्रश्न समोर आलेले आहेत. आपल्यासमोर एखादा लाकडी ठोकळा ठेवला तर त्याचे वजन, आकारमान, घनता इत्यादींबद्दल खात्रीलायक उत्तरं देता येतात. एके काळी गॅलिलिओने पिसाच्या मनोऱ्यावरून एक लोखंडी आणि एक लाकडाचा असे दोन गोळे फेकले आणि ते एकाच वेळेस जमिनीवर आदळले, यावरून आपल्या ठोकळ्यावर पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणाचा काय आणि किती परिणाम होईल याबद्दलदेखील आपण सांगू शकतो. अनेक गोष्टी  पुराव्याने शाबीत होतील अशा असतात, परंतु त्याच ठोकळ्याच्या अंतर्भागात गेलात, अगदी अणुरेणूंपलीकडे जाऊन पाहिलंत, तर सारे भौतिक नियम गुंडाळून ठेवायला लागतात. अणूंच्या केंद्राभोवती प्रदक्षिणा घालणाऱ्या इलेक्ट्रॉन्सच्या वर्तनाबद्दल, त्यांच्या नेमक्या स्थानाबद्दल काहीच खात्रीलायकरीत्या सांगता येत नाही.

एखादा उनाड मुलगा घराबाहेर पडला, की तो कुठे जातो, काय करतो, याबद्दल एखादी वैतागलेली आई ‘कोण जाणे कुठे असेल? असेल पडलेला कुठल्या तरी मित्राकडे’, असं अशास्त्रीय विधान करते तशातली गत! इलेक्ट्रॉन इथे असेल किंवा तिथे, किंवा दोन्ही ठिकाणी एकाच वेळेस असेल, अमुक ठिकाणी असण्याची शक्यता अधिक, परंतु तमुक ठिकाणी असण्याची शक्यता तशी कमी, असं जेव्हा शास्त्रज्ञ म्हणतात तेव्हा ते अतिसूक्ष्म — क्वांटम विश्वाबद्दल बोलत आहेत, असं समजावं. जणू काही सृष्टीचे सारे नियम या सूक्ष्म क्वांटम विश्वात धाब्यावर बसवण्यात आलेले आहेत. हे विश्व अणुरेणूंनी बनलेलं आहे हे तर आपण जाणता. याचाच अर्थ या विश्वाच्या मुळाशी अतक्र्य अनिश्चितता आहे असं म्हणावं लागेल.

प्रसिद्ध शास्त्रज्ञ आणि क्वांटम इलेक्ट्रोडायनॅमिक्स या विषयातील नोबेल पारितोषिक विजेते, रिचर्ड फाइनमन असं म्हणत, ‘कुणाला जर असं वाटलं की त्याला क्वांटम फिजिक्स समजलं, तर समजावं की त्या व्यक्तीला ते अजिबात समजलं नाही!’ काही गोष्टी का घडतात हे समजणं अशक्य असलं तरी त्या कशा घडतात याचं आकलन आपल्याला होऊ शकतं, त्यामुळे आज हे विधान काही अंशी खरं राहिलेलं नाही. आज आपले क ॉम्प्युटर, कॅमेरे, एलईडी दिवे, लेझर्स, अणुशक्ती केंद्र हे सारं क्वांटम गुणधर्मावर आधारित आहे. इतकंच नाही तर आपण जिवंत आहोत तेही क्वांटम फिजिक्समुळे, असं म्हणावं लागेल. आपल्या सूर्यामधील हायड्रोजनचे रूपांतर हेलियम मध्ये होतं ते ‘क्वांटम टनलिंग’ नावाच्या प्रक्रियेमुळे आणि या रूपांतरादरम्यान बाहेर पडणाऱ्या ऊर्जेमुळेच पृथ्वीवर जीवसृष्टी नांदते आहे.

क्वांटम विश्वात घडणाऱ्या ‘टनलिंग’, ‘एनटँगलमेन्ट’सारख्या घटनांचा आणि गुणधर्माचा अभ्यास करताना शास्त्रज्ञांना पूर्वीचे सिद्धांत विसरून नवीन नियमावली तयार करावी लागली आहे आणि याच अभ्यासामुळे आज कॉम्प्युटर क्षेत्रात आमूलाग्र बदल होण्याची शक्यता निर्माण झाली आहे. १ आणि ० या दोन स्थितींवर उभ्या कॉम्प्युटर विश्वाची भाषा रचली गेली आहे. क्वांटम कॉम्प्युटरमध्ये मात्र १, ०, याखेरीज ‘१ किंवा ० किंवा दोन्ही’, अशा वरवर अनाकलनीय वाटणाऱ्या स्थिती साठवता येतात. त्यामुळे सर्वसाधारण कॉम्प्युटर ज्या गोष्टी करू शकतो त्याहून अधिक वेगाने आणि त्याहून किती तरी वेगळ्या क्रिया क्वांटम क ॉम्प्युटर करू शकेल, असा अंदाज वर्तवला जात आहे. आज आयबीएम, अ‍ॅमेझॉन, गूगलसारख्या बलाढय़ कंपन्या आपापले क्वांटम क ॉम्प्युटर घेऊन या शर्यतीत उतरले आहेत, मात्र आज तरी क्वांटम कॉम्प्युटिंग हे प्रायोगिक अवस्थेतच आहे.

आपल्या २०२० सालच्या बजेटमध्ये क्वांटम तंत्रज्ञानासाठी ८,००० कोटी रुपयांची तरतूद करण्यात आलेली आहे, ज्यायोगे पुढील पाच वर्षांत क्वांटम संगणक आणि संगणन, क्वांटम कम्युनिकेशन, क्वांटम की डिस्ट्रिब्युशन, एन्क्रिप्शन, क्रिप्ट विश्लेषण, क्वांटम डिव्हाइस, क्वांटम सेन्सिंग, क्वांटम मटेरियल, क्वांटम क्लॉक इत्यादी चटकन उलगडा न होणाऱ्या गोष्टी विकसित करण्याचे प्रयत्न केले जाणार आहेत. मूलभूत विज्ञान, भाषांतर, तंत्रज्ञान विकास, हवामानाचा अचूक अंदाज, मानवी व पायाभूत संसाधने निर्मिती या गोष्टींना त्यातून चालना मिळेल असं वर्तवण्यात आलं आहे. हे सारं कशासाठी? तर भारत ‘क्वांटम सुप्रीमसी’ प्राप्त करण्यात इतर देशांच्या मागे राहू नये, या तंत्रज्ञानासाठी आपल्याला इतर देशांवर अवलंबून राहावं लागू नये यासाठी. क्वांटम ‘अनिश्चिततेची’ परिणती निश्चित प्रगतीत होत असेल तर ती आनंदाची आणि समाधानाची गोष्ट आहे.

टीप: हा लेख वैज्ञानिक आणि तंत्रज्ञानविषयक कुतूहलातून लिहिलेला आहे. यामुळे शास्त्रज्ञांच्या अथवा अतिसूक्ष्म कणांच्या भावना दुखावल्या असतील तर त्याबद्दल लेखक मनापासून दिलगीर आहे!

viva@expressindia.com

लोकसत्ता आता टेलीग्रामवर आहे. आमचं चॅनेल (@Loksatta) जॉइन करण्यासाठी येथे क्लिक करा आणि ताज्या व महत्त्वाच्या बातम्या मिळवा.

First Published on September 11, 2020 12:15 am

Web Title: what is quantum computing and how does it work zws 70
Next Stories
1 संवेदनशील ‘डिजिटल’ पिढी
2 आभासी सन्मान सोहळ्याची गोष्ट
3 क्षितिजावरचे वारे : लेट देअर बी ‘लाईट’
Just Now!
X