एआई, क्वांटम और क्लासिकल कंप्यूटिंग कैसे सुपर कंप्यूटरों को नया रूप दे रहे हैं

(डैन ट्राई) - जैक डोंगरा, जिन्हें "सुपर कंप्यूटर और वैज्ञानिक सॉफ्टवेयर के जनक" के रूप में जाना जाता है, ने उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग के लिए एक आशाजनक भविष्य की रूपरेखा तैयार की है।

2021 ट्यूरिंग पुरस्कार विजेता (जिसे कंप्यूटिंग का नोबेल पुरस्कार भी कहा जाता है) और दुनिया के सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटरों की रैंकिंग करने वाली शीर्ष 500 सूची के संस्थापकों में से एक के रूप में, सुपरकंप्यूटिंग के भविष्य पर डोंगरा के विचार वैज्ञानिक समुदाय और उद्योग दोनों के लिए महत्वपूर्ण मार्गदर्शक हैं।

हाइब्रिड कंप्यूटर - भविष्य के लिए समाधान

डोंगरा के अनुसार, अगली पीढ़ी के सुपर कंप्यूटर केवल पारंपरिक हार्डवेयर अपग्रेड नहीं होंगे, बल्कि क्वांटम प्रौद्योगिकी और कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) के साथ शास्त्रीय कंप्यूटिंग प्रणालियों का एक चतुर संयोजन होगा।

इसे मूर के नियम की वर्तमान सीमाओं को पार करने की दिशा में एक निर्णायक कदम माना जा रहा है, जब ट्रांजिस्टर का लघुकरण लगभग भौतिक बाधा तक पहुंच चुका है।

डोंगरा ने इस बात पर जोर दिया कि सुपरकंप्यूटिंग का भविष्य शास्त्रीय प्रणालियों को क्वांटम कंप्यूटरों से पूरी तरह बदलने में नहीं, बल्कि दोनों के सामंजस्यपूर्ण संयोजन में निहित है।

उन्होंने इस हाइब्रिड प्रणाली को एक बहुस्तरीय कंप्यूटिंग मशीन के रूप में वर्णित किया है, जहां प्रत्येक घटक अपनी विशेषताओं के अनुरूप सर्वोत्तम कार्य करेगा।

डोंगरा के दृष्टिकोण में, क्वांटम प्रोसेसर (क्यूपीयू) जटिल अनुकूलन समस्याओं के लिए "विशिष्ट त्वरक" के रूप में कार्य करेंगे, विशेष रूप से नई दवाओं या सामग्रियों की खोज के लिए आणविक सिमुलेशन में।

ये समस्याएँ इतनी जटिल हैं कि आज के सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटर भी इन्हें हल नहीं कर पा रहे हैं। हालाँकि, क्वांटम कंप्यूटर, जो क्वांटम सुपरपोज़िशन और एंटैंगलमेंट प्रभावों का लाभ उठा सकते हैं, इन्हें कहीं अधिक कुशलता से हल कर सकते हैं।

इस बीच, पारंपरिक सीपीयू और जीपीयू मुख्य कंप्यूटिंग कार्यों को संभालते रहेंगे, बड़े डेटा को प्रोसेस करेंगे और एआई एल्गोरिदम का प्रदर्शन करेंगे। श्रम का यह उचित विभाजन न केवल प्रदर्शन को अनुकूलित करता है, बल्कि प्रत्येक प्रकार के प्रोसेसर की खूबियों का अधिकतम लाभ उठाने में भी मदद करता है।

डोंगरा के सबसे अनोखे दृष्टिकोणों में से एक भविष्य के सुपरकंप्यूटिंग सिस्टम में एआई की भूमिका है। वह एआई को केवल एक सुपरकंप्यूटर पर चलने वाले एप्लिकेशन के रूप में नहीं, बल्कि एक "गोंद" के रूप में देखते हैं जो पूरे सिस्टम को जोड़ता और समन्वयित करता है।

जैक डोंगरा उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं (फोटो: अमेरिकी ऊर्जा विभाग)।

डोंगरा के अनुसार, एआई सुपरकंप्यूटरों को वास्तविक समय में अनुकूलित करेगा, और संसाधनों का बुद्धिमानी से आवंटन करने के लिए पूर्वानुमानित मॉडलिंग तकनीकों का उपयोग करेगा। यह प्रणाली स्वचालित रूप से यह तय कर सकेगी कि कब पारंपरिक प्रोसेसर का उपयोग करना है, कब QPU पर स्विच करना है, और इष्टतम दक्षता के लिए उनका समन्वय कैसे करना है।

यह दृष्टिकोण कई अग्रणी परियोजनाओं के माध्यम से साकार किया जा रहा है।

सेमीकंडक्टर दिग्गज एनवीडिया और क्वांटम मशीन्स ने हाल ही में डीजीएक्स क्वांटम प्रणाली पेश की है, जो कुछ ही माइक्रोसेकंड में एक क्वांटम नियंत्रक को एआई सुपरचिप के साथ मजबूती से जोड़ती है।

यह प्रणाली वास्तविक समय क्वांटम त्रुटि सुधार और एआई-आधारित क्वांटम प्रोसेसर अंशांकन को सक्षम बनाती है, जिससे हाइब्रिड क्वांटम-क्लासिकल अनुप्रयोगों के लिए नई संभावनाएं खुलती हैं।

वैश्विक प्रौद्योगिकी दौड़ में नई चुनौतियाँ

डोंगरा ने सुपरकंप्यूटिंग उद्योग के समक्ष आने वाली चुनौतियों पर भी चर्चा करने से परहेज नहीं किया, जैसे अनुसंधान निधि की कमी और अंतर्राष्ट्रीय प्रतिस्पर्धी दबाव, विशेष रूप से चीन से।

इस क्षेत्र में चीन की हालिया प्रगति, जैसे कि जियुझांग क्वांटम कंप्यूटर, जो सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटर की तुलना में 180 मिलियन गुना तेजी से कार्य कर सकता है, या 105 क्यूबिट वाला ज़ुचोंगज़ी 3.0 क्वांटम प्रोसेसर, पश्चिमी देशों के लिए एक चेतावनी है।

चीन का जियुझांग क्वांटम कंप्यूटर सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटर की तुलना में 180 मिलियन गुना तेजी से कार्य कर सकता है (फोटो: स्पेक्ट्रम)

शास्त्रीय और क्वांटम प्रणालियों को जोड़ने वाले एचपीसी एल्गोरिदम में उनके योगदान के लिए त्सिंगुआ विश्वविद्यालय (चीन) के डॉ. लिन गान को इस वर्ष का जैक डोंगरा अर्ली करियर पुरस्कार प्रदान किया जाना इस दौड़ की वैश्विक प्रकृति की पुष्टि करता है।

डोंगरा ने सुपर कंप्यूटरों में एआई के नैतिक एकीकरण को बढ़ावा देने के लिए नॉर्थ अमेरिकन आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (एनएएआई) जैसे संगठनों के माध्यम से अंतर्राष्ट्रीय सहयोग बढ़ाने का आह्वान किया, जिसमें वे हाल ही में शामिल हुए हैं।

डोंगरा मानव संसाधन विकास में समान रूप से महत्वपूर्ण चुनौतियों की ओर इशारा करते हैं। एआई, क्वांटम कंप्यूटिंग और एचपीसी में अंतःविषय विशेषज्ञता वाली प्रतिभाओं की अभी भी भारी कमी है।

हालांकि टेक्सास क्वांटम प्रोग्राम जैसी पहल से प्रतिभाओं की संख्या में वृद्धि हो रही है, लेकिन व्यापक तैयारी अभी भी काफी दूर की बात है।

इसके अलावा, एआई, एचपीसी और क्वांटम तकनीकों को एकीकृत वर्कफ़्लो में एकीकृत करने के लिए जटिल बुनियादी ढाँचे के समन्वय की आवश्यकता होती है, जिससे तैनाती की प्रक्रिया धीमी हो जाती है। साइबर सुरक्षा के मुद्दे भी जटिल हो जाते हैं क्योंकि इन हाइब्रिड प्रणालियों को कई दिशाओं से निशाना बनाया जा सकता है।

सफल अनुप्रयोगों की प्रतीक्षा है

हाइब्रिड सुपरकंप्यूटिंग प्रणालियों की क्षमता केवल सैद्धांतिक नहीं है। दवाओं की खोज से लेकर जलवायु मॉडलिंग तक, वित्तीय अनुकूलन से लेकर उन्नत सामग्री विकास तक, इसके व्यावहारिक अनुप्रयोग तेज़ी से विकसित हो रहे हैं।

चिकित्सा क्षेत्र में, हाइब्रिड प्रणालियां जटिल आणविक प्रतिक्रियाओं का अनुकरण करके नए औषधीय यौगिकों की खोज अधिक तेजी से और सटीकता से कर सकती हैं।

जलवायु परिवर्तन के लिए, वैश्विक जलवायु मॉडलों को उच्च रिजोल्यूशन पर संसाधित करने की क्षमता, वैज्ञानिकों को चरम मौसम की घटनाओं का बेहतर पूर्वानुमान लगाने और उन पर प्रतिक्रिया करने में मदद करेगी।

वित्त में, क्वांटम ऑप्टिमाइज़ेशन एल्गोरिदम जोखिम विश्लेषण और पोर्टफोलियो प्रबंधन में क्रांति ला सकते हैं। पदार्थ अनुसंधान में, परमाणु संरचना का अभूतपूर्व स्तर पर अनुकरण करने की क्षमता अतिचालक पदार्थों, उच्च-ऊर्जा बैटरियों और उन्नत मिश्रधातुओं का मार्ग प्रशस्त कर सकती है।

इस दृष्टिकोण को साकार करने के लिए, डोंगरा ने सही बुनियादी ढाँचे के निर्माण पर ज़ोर दिया। इसमें न केवल उन्नत हार्डवेयर, बल्कि क्वांटम सर्किट को शास्त्रीय कंप्यूटिंग संसाधनों के साथ एकीकृत करने के लिए मिडलवेयर भी शामिल है।

जापान का ABCI-Q सुपरकंप्यूटर (फोटो: Wccftech).

दुनिया भर के सुपरकंप्यूटिंग केंद्र इस हाइब्रिड बुनियादी ढांचे को सक्रिय रूप से तैनात कर रहे हैं। जापान का ग्लोबल रिसर्च एंड डेवलपमेंट सेंटर फॉर क्वांटम-एआई बिज़नेस टेक्नोलॉजी (G-QuAT) अपने ABCI-Q सुपरकंप्यूटर के साथ 2,020 Nvidia H100 GPU से लैस है, जो Fujitsu के सुपरकंडक्टिंग क्वांटम प्रोसेसर, QuEra के न्यूट्रल एटम प्रोसेसर और OptQC के फोटोनिक प्रोसेसर के साथ एकीकृत है।

इसी तरह, यूरोप में जर्मनी के जुपिटर सुपरकंप्यूटर, जापान के फुगाकू और पोलैंड के पीएसएनसी जैसी परियोजनाओं ने क्वांटम कंप्यूटिंग हार्डवेयर को एकीकृत करना शुरू कर दिया है। डेनमार्क द्वारा माइक्रोसॉफ्ट और एटम कंप्यूटिंग के सहयोग से, शुरुआती 50 लॉजिकल क्यूबिट्स वाले मैग्ने क्वांटम सुपरकंप्यूटर के निर्माण की योजना की घोषणा भी इस वैश्विक प्रवृत्ति को दर्शाती है।

एक नए युग की शुरुआत के लिए तैयार हो जाइए

डोंगरा का अनुमान है कि 2025-2030 की अवधि में क्वांटम-एआई हाइब्रिड अनुप्रयोगों में विस्फोट देखने को मिलेगा।

प्रारंभिक उपयोग के मामलों में दवा की खोज के लिए क्वांटम जनरेटिव एडवर्सेरियल नेटवर्क, क्वांटम सबरूटीन द्वारा संचालित सुदृढीकरण सीखना, और वास्तविक दुनिया की रसद समस्याओं पर लागू क्वांटम-संवर्धित अनुकूलन सॉल्वर शामिल होंगे।

आईबीएम को उम्मीद है कि इस वर्ष वह अपने क्वांटम रोडमैप के साथ महत्वपूर्ण सफलताएं हासिल करेगा, जिससे क्वांटम हार्डवेयर के विस्तार में आने वाली कुछ सबसे बड़ी बाधाएं दूर हो जाएंगी।

2026 तक, आईबीएम की कूकाबुरा चिप 4,158 क्यूबिट की प्रणाली तैयार कर लेगी, जो क्वांटम कंप्यूटिंग क्षमताओं में एक बड़ी उपलब्धि होगी।

सुपरकंप्यूटिंग के भविष्य के बारे में जैक डोंगरा का दृष्टिकोण न केवल एक वैज्ञानिक भविष्यवाणी है, बल्कि एक कदम उठाने का आह्वान भी है। शास्त्रीय, क्वांटम और एआई कंप्यूटिंग का संयोजन अभूतपूर्व कंप्यूटिंग क्षमताओं का निर्माण करेगा, जिससे मानवता की सबसे बड़ी चुनौतियों को हल करने के अवसर खुलेंगे।

जैसा कि जैक डोंगरा ने कहा है, हम कंप्यूटिंग के एक नए युग में प्रवेश कर रहे हैं जहाँ क्या संभव है और क्या असंभव है, के बीच की सीमाओं को पूरी तरह से नए सिरे से परिभाषित किया जाएगा। सवाल यह नहीं है कि ऐसा होगा या नहीं, बल्कि यह है कि क्या हम इसे अपनाने के लिए तैयार हैं।

स्रोत: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/cach-ai-luong-tu-va-tinh-toan-co-dien-dinh-hinh-lai-sieu-may-tinh-20250807140924177.htm