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नेक्स्ट-जेनरेशन कंप्यूटिंग के लिए फोटोनिक चिप्स

Lokesh Pal April 01, 2025 02:26 14 0

संदर्भ

भारत सरकार ‘नेक्स्ट-जेनरेशन कंप्यूटिंग’ के लिए फोटोनिक चिप अनुसंधान को सहायता प्रदान कर रही है।

फोटोनिक चिप्स (Photonic Chips) क्या हैं?

  • फोटोनिक चिप्स उन्नत माइक्रोचिप्स हैं जो डेटा को प्रोसेस करने, संचारित करने और संग्रहीत करने के लिए विद्युत (इलेक्ट्रॉन) के स्थान पर फोटॉन का उपयोग करते हैं।
  • पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक चिप्स के विपरीत, जो ट्रांजिस्टर और इलेक्ट्रिकल सर्किट पर निर्भर करते हैं, फोटोनिक चिप्स ऑप्टिकल घटकों का उपयोग करते हैं, जैसे:-
    • वेवगाइड्स: प्रकाश संकेतों को निर्देशित और नियंत्रित करने के लिए।
    • लेज़र: डेटा ट्रांसमिशन के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रकाश को उत्पन्न करने के लिए।
    • मॉड्यूलेटर: प्रकाश तरंगों पर डेटा को एनकोड करने के लिए।

फोटोनिक चिप्स क्यों महत्त्वपूर्ण हैं?

  • फोटोनिक चिप्स इलेक्ट्रॉनिक चिप्स की तुलना में कई लाभ प्रदान करते हैं, जिससे वे अगली पीढ़ी की कंप्यूटिंग के लिए एक प्रमुख प्रौद्योगिकी बन जाते हैं:-
    • अल्ट्रा-हाई स्पीड और बैंडविड्थ: प्रकाश विद्युत संकेतों की तुलना में डेटा को बहुत तेजी से वाहित कर सकता है।
    • ऊर्जा दक्षता: वे कम विद्युत की खपत करते हैं और न्यूनतम ऊष्मा उत्पन्न करते हैं।
    • विद्युत चुंबकीय विक्षोभों से प्रतिरक्षा: वे बाहरी विद्युत या चुंबकीय विक्षोभ से प्रभावित नहीं होते हैं।
    • सघन समरूपता (Dense Parallelism): प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य का उपयोग करके एक साथ कई डेटा स्ट्रीम प्रसारित की जा सकती हैं।

फोटोनिक चिप्स के अनुप्रयोग

  • अपने बेहतर प्रदर्शन के कारण, फोटोनिक चिप्स निम्नलिखित के लिए आदर्श हैं:-
    • 6G नेटवर्क: अल्ट्रा-फास्ट वायरलेस संचार को सक्षम करना।
    • आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (AI): डीप लर्निंग और न्यूरल नेटवर्क प्रोसेसिंग को तेज करना।
    • क्वांटम कंप्यूटिंग: क्वांटम डेटा प्रोसेसिंग और संचार को बढ़ाना।
    • डेटा सेंटर: विद्युत की खपत को कम करना और दक्षता में सुधार करना।
    • ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट – प्रोसेसर के बीच हाई-स्पीड डेटा ट्रांसमिशन को बढ़ावा देना।
    • न्यूरल नेटवर्क एक्सेलेरेशन – AI-संचालित कार्यों और गणनाओं को गति देना।
    • क्वांटम संचार – सुरक्षित और कुशल क्वांटम-आधारित संदेश सक्षम करना।
  • जैसे-जैसे अनुसंधान आगे बढ़ रहा है, उम्मीद है कि फोटोनिक चिप्स कंप्यूटिंग में क्रांति लाएंगे, सिस्टम को अधिक तीव्र, अधिक कुशल और भविष्य की तकनीकी मांगों के लिए अधिक उपयुक्त बनाएंगे।

नेक्स्ट-जेनरेशन कंप्यूटिंग

  • नेक्स्ट-जेनरेशन कंप्यूटिंग (नेक्स्ट-जेन कंप्यूटिंग) उन्नत कम्प्यूटेशनल तकनीकों को संदर्भित करती है जो गति, दक्षता और समस्या-समाधान क्षमताओं में पारंपरिक कंप्यूटिंग विधियों से आगे निकल जाती हैं।
  • यह विज्ञान, व्यवसाय और दैनिक जीवन में जटिल चुनौतियों से निपटने के लिए क्वांटम कंप्यूटिंग, AI-संचालित प्रोसेसिंग, न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग (Neuromorphic Computing) और एज कंप्यूटिंग (Edge Computing) जैसे अत्याधुनिक नवाचारों को एकीकृत करता है।

नेक्स्ट-जेनरेशन कंप्यूटिंग में प्रयुक्त प्रमुख प्रौद्योगिकियाँ

  • क्वांटम कंप्यूटिंग: पारंपरिक बिट्स के बजाय क्यूबिट्स का उपयोग करता है, जिससे समानांतर प्रसंस्करण संभव होता है और जटिल समस्याओं को तेजी से हल किया जा सकता है।
  • आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस और मशीन लर्निंग: एआई-संचालित कंप्यूटिंग स्वचालन, निर्णय लेने और पूर्वानुमान विश्लेषण को बढ़ाती है।
  • न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग: विशेष हार्डवेयर (जैसे, IBM का TrueNorth) का उपयोग करके मानव मस्तिष्क के तंत्रिका नेटवर्क की प्रतिकृति तैयार करता है।
  • एज कंप्यूटिंग: वास्तविक समय प्रसंस्करण और कम विलंबता के लिए स्रोत (IoT डिवाइस) के करीब डेटा को संसाधित करता है।
  • क्लाउड कंप्यूटिंग: AWS, Azure और Google Cloud जैसे प्लेटफॉर्म के माध्यम से स्केलेबल संसाधन प्रदान करता है।

इलेक्ट्रॉनिक चिप्स बनाम फोटोनिक चिप्स

विशेषता इलेक्ट्रॉनिक चिप्स फोटोनिक चिप्स
सिग्नल प्रकार इलेक्ट्रॉन (विद्युत) फोटॉन (प्रकाश)
रफ़्तार उच्च अल्ट्रा-हाई
बैंडविड्थ सीमित बहुत ऊँचा
ऊष्मा उत्पादन उच्च कम
ऊर्जा दक्षता मध्यम उच्च
EM हस्तक्षेप प्रभावित हो सकता है प्रतिरक्षा
सर्वोत्तम उपयोग के मामले सामान्य कंप्यूटिंग और एम्बेडेड सिस्टम AI, 6G, क्वांटम कंप्यूटिंग, डेटा सेंटर

फोटोनिक चिप्स के लिए सरकारी पहल:

  • इलेक्ट्रॉनिक्स और IT मंत्रालय फोटोनिक इंटीग्रेटेड सर्किट (Photonic Integrated Circuits-PIC) में अनुसंधान का समर्थन कर रहा है।
    • यह शोध सिलिकॉन, लिथियम नियोबेट, डायमंड, पॉलिमर या कम्पोजिट मटीरियल सहित विभिन्न मटीरियल प्लेटफॉर्म पर केंद्रित है।
    • इसके अतिरिक्त, MeitY फोटोनिक चिप्स की दक्षता और मापनीयता को बढ़ाने के लिए पैकेजिंग तकनीक पर काम कर रहा है।
  • विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग (Department of Science and Technology-DST) राष्ट्रीय क्वांटम मिशन को क्रियान्वित कर रहा है।
    • मिशन के तहत, IISC बेंगलुरु में क्वांटम कंप्यूटिंग पर एक थीमैटिक हब स्थापित किया गया है।
    • T-हब का एक उद्देश्य फोटोनिक क्यूबिट और फोटोनिक क्वांटम प्रोसेसर का विकास करना है, जो नेक्स्ट-जेनरेशन कंप्यूटिंग संबंधी बुनियादी ढांचे का समर्थन करने के लिए फोटोनिक चिप प्रौद्योगिकी में अनुसंधान को आगे बढ़ाएगा।
  • भारतीय कंप्यूटर आपातकालीन प्रतिक्रिया दल (CERT-In) कंप्यूटर, नेटवर्क और डेटा की सुरक्षा के लिए नवीनतम साइबर खतरों/कमजोरियों के संबंध में निरंतर अलर्ट और सलाह जारी करता है।

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