ऑप्टिकल कंप्यूटरों की भौतिकी और AI का भविष्य

AI के लिए ऑप्टिकल-आधारित कंप्यूटिंग के लाभ

• गति लाभ: फोटॉन, इलेक्ट्रॉनों की तुलना में बहुत तेजी से सूचना का संचार करते हैं क्योंकि वे प्रकाश की गति से गमन करते हैं और ऊर्जा को तुरंत रूपांतरित कर सकते हैं।
  • यह ऑप्टिकल कंप्यूटिंग को निगरानी और आपदा पूर्वानुमान जैसे उच्च-गति वाले AI अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।
• ऊर्जा दक्षता: ऑप्टिकल सिस्टम विद्युत की कम खपत करते हैं और कम ऊष्मा उत्पन्न करते हैं।
  • AI डेटा केंद्र पहले से ही वैश्विक विद्युत का लगभग 1-2% उपयोग कर रहे हैं, ऊर्जा-कुशल कंप्यूटिंग लागत और उत्सर्जन को कम कर सकती है।
• उच्च बैंडविड्थ और समांतरता: प्रकाश तरंगें अत्यधिक बैंडविड्थ प्रदान करती हैं और बिना किसी हस्तक्षेप के एक ही समय में कई ‘फ्री डेटा स्ट्रीम’ को वहन करने में सक्षम होती हैं।
  • यह ‘बिग डेटासेट’ की एक साथ ‘प्रोसेसिंग’ संभव बनाता है, जिससे AI प्रशिक्षण तीव्र हो जाता है।
• स्थायित्व कारक: न्यूनतम ऊर्जा उपयोग प्रकाश-आधारित AI को अधिक पर्यावरण अनुकूल बनाता है और इसे सतत् विकास के वैश्विक लक्ष्यों के साथ अधिक संरेखित करता है।

AI के संदर्भ में ऑप्टिकल कंप्यूटिंग के अनुप्रयोग

• स्वास्थ्य सेवा: ऑप्टिकल AI, MRI और एक्स-रे जैसे मेडिकल स्कैन को तेजी से प्रोसेस कर सकता है।
  • यह तीव्र निदान में सहायक होगा, जो भारत के संसाधन-विहीन ग्रामीण स्वास्थ्य क्षेत्र में विशेष रूप से महत्त्वपूर्ण है।
• रक्षा और सुरक्षा: निगरानी फुटेज और खुफिया डेटा में पैटर्न की रियल-टाइम पहचान।
  • सीमा सुरक्षा और मिसाइल रक्षा प्रणालियों के लिए महत्त्वपूर्ण हो सकता है।
• शासन और प्रशासन: योजनाओं और कल्याणकारी कार्यक्रमों के लिए बिग सिटीजन डेटासेट का तीव्र और सटीक एनालिसिस संभव बनाना।
  • ‘डिजिटल इंडिया’ के तहत ई-गवर्नेंस प्लेटफॉर्म को मजबूत कर सकता है।
• वैज्ञानिक अनुसंधान: जलवायु मॉडलिंग, जीनोमिक्स या खगोल भौतिकी में सिमुलेशन के लिए इसका उपयोग किया जाता है, जहाँ बिग डेटा का तीव्र और सटीक विश्लेषण आवश्यक होता है।

ऑप्टिकल AI की चुनौतियाँ और सीमाएँ

• तकनीकी स्थिरता: अरैखिक प्रभावों को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाना चाहिए।
  • यदि प्रकाश की तीव्रता बहुत अधिक है या तंतु अत्यधिक लंबा है, तो परिणाम अस्थिर और त्रुटिपूर्ण हो सकते हैं।
• प्रायोगिक बाधाएँ: वर्तमान मॉडल प्रकाश के ‘ध्रुवीकरण’ (Polarization) या ‘चरण/फेज परिवर्तनों’ (Phase Modulations) को सम्मिलित नहीं करते हैं।
  • भविष्य के कार्यों में ‘रियल वर्ड’ की विश्वसनीयता के लिए इन्हें एकीकृत करना होगा।
• मापनीयता संबंधी समस्याएँ: ऑप्टिकल कंप्यूटिंग अभी भी प्रायोगिक है और व्यापक रूप से अपनाने के लिए महँगे फोटॉनिक एकीकृत परिपथों की आवश्यकता होती है।
• गवर्नेंस संबंधी चिंताएँ: तीव्र AI जवाबदेही और पारदर्शिता से संबंधित चुनौतियाँ उत्पन्न  करता है।
  • अनियमित प्रणालियाँ पूर्वाग्रहों को और अधिक बढ़ा सकती हैं या शासन में अस्पष्ट निर्णय लेने का कारण बन सकती हैं।
• नैतिक और सुरक्षा जोखिम: ऑप्टिकल AI का दुरुपयोग. हैकिंग संबंधी निगरानी या स्वायत्त हथियार प्रणालियों के लिए किया जा सकता है।
  • मानक स्थापित करने और दुरुपयोग को रोकने के लिए वैश्विक सहयोग की आवश्यकता है।

आगे की राह

• अनुसंधान एवं विकास निवेश को मजबूत करना: राष्ट्रीय प्रौद्योगिकी मिशनों में ऑप्टिकल AI को प्राथमिकता देना और निजी क्षेत्र की भागीदारी को प्रोत्साहित करना।
• कौशल विकास: IITs, IITs और NITs में फोटॉनिक्स तथा AI विशेषज्ञताओं शामिल  करना।
• वैश्विक सहयोग: फोटॉनिक हार्डवेयर और AI गवर्नेंस फ्रेमवर्क पर यूरोपीय संघ, अमेरिका और जापान के साथ साझेदारी करना।
• संतुलित विनियमन: AI के लिए नैतिक दिशा-निर्देश स्थापित करना एवं उनमें उभरते हार्डवेयर प्लेटफॉम को भी शामिल करना।
• राष्ट्रीय मिशनों के साथ एकीकरण: सामाजिक लाभ को अधिकतम करने के लिए ऑप्टिकल AI अनुसंधान को डिजिटल इंडिया और हरित ऊर्जा लक्ष्यों के साथ संरेखित करना।

निष्कर्ष

ऑप्टिकल कंप्यूटिंग दर्शाती है कि किस प्रकार मूलभूत भौतिकी AI के भविष्य को परिवर्तित कर सकती है। कंप्यूटिंग तत्त्वों के रूप में ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करके, वैज्ञानिकों ने दिखाया है कि AI तीव्र, पर्यावरण-अनुकूल और अधिक कुशल हो सकता है। हालाँकि तकनीकी और शासन संबंधी चुनौतियाँ बनी हुई हैं, फिर भी स्वास्थ्य सेवा, शासन और अनुसंधान में क्रांति लाने की अपार संभावनाएँ हैं।

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