भारताच्या ६,००३.६५ कोटी रुपयांच्या क्वांटम मिशनमध्ये चार हब, १,००० किमीचे की नेटवर्क आणि ६४-क्यूबिटची चिप आहे, आणि लक्ष्य १,००० क्यूबिटपर्यंतचे आहे

केंद्रीय मंत्रिमंडळाने भारताच्या राष्ट्रीय क्वांटम मिशनला १९ एप्रिल २०२३ रोजी २०२३-२४ ते २०३०-३१ या वर्षांसाठी एकूण ६,००३.६५ कोटी रुपये खर्चाला मंजुरी दिली. ४ फेब्रुवारी २०२६ चे लोकसभेतील एक उत्तर तोपर्यंत किती पैसे हलले ते दाखवते: मिशनच्या चार संशोधन हबसाठी २,३३०.६८ कोटी रुपये मंजूर झाले होते, त्यापैकी ६९९.५० कोटी रुपये, म्हणजे सुमारे ३० टक्के, दिले गेले होते.

हे मिशन विज्ञान आणि तंत्रज्ञान विभाग (DST) चालवतो. पुढे मंत्रिमंडळाची आश्वासने आणि ८ ऑक्टोबर २०२६ पर्यंत सरकारी उत्तरे, कंपन्या आणि नियतकालिके काय नोंदवतात ते शेजारी शेजारी मांडले आहे.

मंत्रिमंडळाने काय आश्वासन दिले

मंत्रिमंडळाचे प्रसिद्धिपत्रक आठ वर्षांत ५० ते १,००० भौतिक क्यूबिट असलेल्या “मध्यम आकाराच्या” यंत्रांचे संगणन लक्ष्य ठरवते, अतिवाहक (सुपरकंडक्टिंग) मंडले आणि फोटॉनिक्ससारख्या व्यासपीठांवर. भौतिक क्यूबिट म्हणजे चिपवरील एक खरे क्वांटम उपकरण. DST ची नंतरची उत्तरे टप्पे जोडतात: तीन वर्षांत २० ते ५० भौतिक क्यूबिट, पाच वर्षांत ५० ते १००, आणि आठ वर्षांत ५० ते १,०००.

इतर अपेक्षित गोष्टी विशिष्ट आहेत. त्यात भारतातच दोन भूकेंद्रांमधील २,००० किमी अंतरावर उपग्रहाधारित सुरक्षित संवाद आहे, आणि विश्वसनीय नोड वापरून विद्यमान ऑप्टिकल फायबरवर २,००० किमी आंतरशहर क्वांटम की डिस्ट्रिब्युशन (QKD, प्रकाशाच्या एकेरी कणांचा वापर करून एन्क्रिप्शन की वाटून घेण्याची पद्धत). क्वांटम मेमरी असलेले दोन किंवा तीन नोडचे क्वांटम नेटवर्कही यादीत आहे. तसेच अणू प्रणालींमध्ये १ फेम्टो-टेस्ला प्रति वर्गमूळ हर्ट्झ संवेदनशीलता असलेली चुंबकमापके (फेम्टो-टेस्ला म्हणजे एका टेस्लाचा एका अब्जाचा दशलक्षांश) आणि १० चा उणे १९ वा घात इतकी अंशात्मक अस्थिरता असलेली अणुघड्याळे.

चार हब, चार प्रकल्प संचालक

DST ने जानेवारी २०२४ मध्ये प्रस्तावांसाठी आवाहन केले आणि ३८४ प्रस्ताव मिळाले, त्यांपैकी १७ निवडले गेले, असे ३० सप्टेंबर २०२४ च्या पत्र सूचना कार्यालयाच्या (PIB) प्रसिद्धिपत्रकानुसार आहे. त्या संध्याकाळी प्रमुख वैज्ञानिक सल्लागार ए. के. सूद यांनी हब जाहीर केले, मंत्री जितेंद्र सिंह व्हिडिओद्वारे सामील झाले. त्या संध्याकाळच्या मंत्र्यांच्या स्वतःच्या प्रसिद्धिपत्रकात सरकारी निधीतून चालणारा भाषा-मॉडेल प्रकल्प BharatGen याच्या प्रारंभाचाही समावेश आहे. भारताच्या स्वतःच्या भाषांमध्ये एआय बनवण्याच्या व्यापक प्रयत्नांचा विषय आमच्या त्यावरील लेखात आहे.

पैशांचे स्तंभ ४ फेब्रुवारी २०२६ च्या उत्तराच्या जोडपत्रातून घेतले आहेत. संचालकांची नावे प्रत्येक हबच्या स्वतःच्या संकेतस्थळावर किंवा सुरुवातीच्या बैठकीच्या अहवालात जशी दिली आहेत तशी आहेत. हब या यजमान संस्थांनी चालवलेल्या ना-नफा कलम ८ कंपन्या आहेत: Foundation for QC Innovation, IITM CDOT Samgnya Technologies Foundation, Qmet Tech Foundation आणि QMD Foundation.

३० सप्टेंबर २०२४ च्या दोन PIB प्रसिद्धिपत्रकांत मोजणी वेगळी आहे. एकात १७ प्रकल्प संघांसह १४ तांत्रिक गट सांगितले आहेत, दुसऱ्यात १७ तांत्रिक गट. नंतरची सरकारी उत्तरे १४ आणि १७ वापरतात, ज्यात १७ राज्ये आणि दोन केंद्रशासित प्रदेशांतील ४३ संस्थांमधील १५२ संशोधक सहभागी आहेत.

काय बांधले गेले आहे

पहिल्या संगणन टप्प्यात २० ते ५० भौतिक क्यूबिट अपेक्षित आहेत. १२ फेब्रुवारी २०२६ चे राज्यसभेतील उत्तर मिशनचे पाठबळ असलेल्या, बेंगळुरूतील स्टार्टअप QpiAI ला, ज्याला ते “स्केलेबल, त्रुटी-सहनशील” म्हणते अशा ६४-क्यूबिट क्वांटम प्रोसेसरचे श्रेय देते. QpiAI चे आधीचे यंत्र, Indus, यात २५ अतिवाहक क्यूबिट आहेत. एप्रिल २०२५ च्या आपल्या प्रसिद्धिपत्रकात कंपनीने सिंगल-क्यूबिट गेट फिडेलिटी ९९.७ टक्के आणि दोन-क्यूबिट गेट फिडेलिटी ९६ टक्के सांगितली, आणि कोहेरन्स टाइम ३० आणि २५ मायक्रोसेकंद. त्या आकड्यांची कोणतीही स्वतंत्र चाचणी आम्हाला आढळली नाही.

त्याच उत्तरात आयआयटी मुंबई हबमधील PQuest गटाचा क्वांटम डायमंड मायक्रोस्कोप आहे, ज्याला ते भारताचा पहिला स्वदेशी म्हणते, आणि DRDO व आयआयटी दिल्ली यांनी बांधलेला १ किमीचा एंटँगलमेंटवर आधारित फ्री स्पेस दुवा. ते असेही म्हणते की क्वांटम उपकरणांसाठी फॅब्रिकेशन आणि मध्यवर्ती सुविधा आयआयटी मुंबई, आयआयएससी बेंगळुरू, आयआयटी कानपूर आणि आयआयटी दिल्ली येथे उभ्या केल्या जात आहेत. देशातील व्यावसायिक चिप कारखाने हा वेगळा कार्यक्रम आहे, ज्याची माहिती सेमीकंडक्टर फॅब शर्यतीवरील आमच्या लेखात आहे.

२५ आणि ६४ क्यूबिटच्या चिपमागचे व्यासपीठ अतिवाहक मंडले आहे. २०२५ चे भौतिकशास्त्राचे नोबेल पारितोषिक, ज्याची माहिती विज्ञान नोबेलच्या आमच्या आढाव्यात आहे, क्लार्क, देव्होरे आणि मार्टिनिस यांना हातात धरता येईल इतक्या मोठ्या अतिवाहक मंडलावरील प्रयोगांसाठी मिळाले.

१,००० किमीचे नेटवर्क आणि त्याची बारीक अक्षरे

८ एप्रिल २०२६ रोजी PIB ने वृत्त दिले की मिशनचे पाठबळ असलेल्या आणखी एका स्टार्टअपने, QNu Labs ने, स्वदेशी तंत्रज्ञानाने १,००० किमीचे क्वांटम संवाद नेटवर्क दाखवले, मिशनच्या २,००० किमी लक्ष्याच्या तुलनेत. DST चे सचिव अभय करंदीकर यांनी त्याला “सुरक्षित क्वांटम संवादातील एक ऐतिहासिक प्रगती” म्हटले, असे PIB ने सांगितले. नेटवर्कमध्ये किती रिले नोड आहेत हे प्रसिद्धिपत्रक सांगत नाही. ते जोडते की मिशन आता १७ स्टार्टअपना पाठबळ देते, १२ फेब्रुवारीच्या उत्तरातील आठवरून.

मंत्रिमंडळाचे लक्ष्य स्वतः विश्वसनीय नोड नमूद करते, म्हणजे की पुढे पाठवणारी मधली स्थानके, ज्यांच्यावर स्वतःवरच विश्वास ठेवावा लागतो. एका चिनी संघाने २०२१ च्या नेचर शोधनिबंधात अशीच रचना नोंदवली: विश्वसनीय रिलेद्वारे २,००० किमीहून अधिक व्यापणारे ७०० हून अधिक QKD दुवे असलेले फायबर नेटवर्क, दोन उपग्रह-ते-भूमी दुव्यांशी जोडलेले, एकूण पल्ला ४,६०० किमी. त्यांनी लिहिले की क्वांटम रिपीटर, विश्वसनीय रिलेंना पर्याय, “सध्याच्या तंत्रज्ञानाने तैनात करता येत नाहीत”.

DRDO च्या १ किमी दुव्यापासून फ्री स्पेस चाचण्या लांबल्या आहेत. २७ ते २८ सप्टेंबर २०२६ च्या रात्री QNu Labs, BISAG-N आणि आयआयटी गांधीनगर यांनी BISAG-N आणि आयआयटी गांधीनगर यांच्यात ५.५६ किमीचा दुवा चालवला. इलेक्ट्रॉनिक्स आणि माहिती तंत्रज्ञान मंत्रालयाकडून आलेली आणि डीडी इंडियाने प्रसारित केलेली घोषणा प्रति सेकंद २३० ते २६० बिट इतका की दर आणि ५ टक्क्यांहून कमी त्रुटी दर सांगते. हा भूमीवरचा दुवा आहे. उपग्रह QKD दुव्याचे वृत्त देणारे कोणतेही प्रसिद्धिपत्रक आम्हाला आढळले नाही, जे मिशनचे २,००० किमीचे दुसरे लक्ष्य आहे.

अमरावतीतील यंत्र

अमरावती क्वांटम व्हॅली हा आंध्र प्रदेशचा राज्य प्रकल्प आहे. IBM ने २ मे २०२५ रोजी सांगितले की ते १५६-क्यूबिट हेरॉन प्रोसेसर असलेल्या IBM Quantum System Two द्वारे या उद्यानाला आधार देतील, ज्याला त्यांनी भारतातील सर्वांत मोठा क्वांटम संगणक म्हटले. हार्डवेअर IBM चे असेल, टाटा कन्सल्टन्सी सर्व्हिसेससोबत चालवले जाईल, स्वदेशी यंत्र नाही. IBM च्या प्रसिद्धिपत्रकात कार्यान्वित करण्याची तारीख दिलेली नव्हती, आणि ८ ऑक्टोबर २०२६ पर्यंत तिची कोणतीही घोषणा आम्हाला आढळली नाही.

परदेशात पैशांची तुलना कशी होते

अमेरिकेने डिसेंबर २०१८ मध्ये नॅशनल क्वांटम इनिशिएटिव्ह कायद्यावर सही केली. ४ नोव्हेंबर २०२५ रोजी ऊर्जा विभागाने आपली पाच राष्ट्रीय क्वांटम संशोधन केंद्रे पाच वर्षांपर्यंत नूतनीकृत करण्यासाठी ६२५ दशलक्ष डॉलर जाहीर केले, त्यापैकी १२५ दशलक्ष डॉलर आर्थिक वर्ष २०२५ च्या डॉलरांत आणि उरलेले काँग्रेसवर अवलंबून. ते पाच केंद्रांसाठी आहे, संपूर्ण राष्ट्रीय कार्यक्रमासाठी नाही, त्यामुळे त्याची भारताच्या एकूण रकमेशी थेट तुलना होत नाही.

युरोपीय आयोग म्हणतो की २०१८ मध्ये सुरू झालेल्या त्यांच्या क्वांटम टेक्नॉलॉजीज फ्लॅगशिपचे अंदाजपत्रक १ अब्ज युरो आहे. EuroHPC, युरोपीय संघाचा संयुक्त सुपरकंप्युटिंग उपक्रम, चेकिया, जर्मनी, स्पेन, फ्रान्स, इटली आणि पोलंडमधील ठिकाणी सहा क्वांटम संगणक बसवत आहे, १०० दशलक्ष युरोंमध्ये, जे युरोपीय संघ आणि १७ सहभागी देश यांच्यात विभागले आहेत. पहिला जून २०२५ मध्ये पोझनान येथे आणि दुसरा सप्टेंबर २०२५ मध्ये ओस्ट्रावा येथे सुरू झाला. क्वांटम कायदा २०२६ मध्ये स्वीकारण्याचे ठरले आहे.

यांच्या शेजारी ठेवता येईल असा राष्ट्रीय क्वांटम खर्चाचा कोणताही अधिकृत चिनी आकडा आम्हाला आढळला नाही, आणि हा लेख बाहेरचा कोणताही अंदाज वापरत नाही. चीनने नियतकालिकात जे प्रकाशित केले आहे ते वर वर्णन केलेले २०२१ चे नेटवर्क आहे.

क्यूबिटची संख्या काय सोडते

IBM ने डिसेंबर २०२३ मध्ये १,१२१ क्यूबिटचा प्रोसेसर Condor जाहीर केला आणि सांगितले की त्याची कामगिरी त्याआधीच्या ४३३-क्यूबिट Osprey शी तुलनीय होती. संख्येनुसार, मंत्रिमंडळाच्या मंजुरीनंतर आठ महिन्यांच्या आत एका चिपने मिशनची १,००० क्यूबिटची कमाल मर्यादा ओलांडली होती.

क्यूबिट किती वेळा चुकतात हे क्यूबिटची संख्या दाखवत नाही. गुगलचा नेचरमधील डिसेंबर २०२४ मध्ये प्रकाशित झालेला Willow शोधनिबंध १०१ क्यूबिटपासून डिस्टन्स-७ त्रुटी-सुधारित मेमरी बनवतो आणि प्रत्येक सुधारणा चक्रामागे ०.१४३ टक्के त्रुटी नोंदवतो. लॉजिकल क्यूबिट म्हणजे अनेक भौतिक क्यूबिटपासून बनवलेला एक त्रुटी-संरक्षित क्यूबिट, आणि शोधनिबंधाचे सूत्र डिस्टन्स ७ वर एक लॉजिकल क्यूबिट ९७ भौतिक क्यूबिटवर ठेवते, म्हणजे त्या प्रमाणात १,००० भौतिक क्यूबिटमध्ये सुमारे दहा लॉजिकल क्यूबिट असतील. ही भागाकाराची गणना आमची आहे, मिशनचा दावा नाही.

मंत्रिमंडळ आणि DST यांनी प्रकाशित केलेली लक्ष्ये संख्या सांगतात आणि संगणकांसाठी त्रुटी दर सांगत नाहीत. Indus वरील दोन-क्यूबिट गेटसाठी QpiAI चा स्वतःचा आकडा ९६ टक्के आहे.