INDIA@ 100: ‘हे’ तंत्रज्ञान म्हणजेच भारतासाठी यशाची लांब उडी!

पुढच्या पिढीची मशीन

क्वांटम कॉम्प्युटरमध्ये प्रोसेसिंग पॉवरमध्ये अनेक पटींनी वाढ होण्याची क्षमता असते, ज्यामुळे गुंतागुंतीची गणना चुटकीसरशी करता येते. या उदयोन्मुख तंत्रज्ञानाची क्षमता ओळखण्यासाठी भारत रोडमॅपसह तयार आहे.

विबल रोगावर उपचार विकसित करणे हे एक कठीण काम आहे. त्यासाठी कोणते संयोजन प्रभावी ठरेल हे शोधण्यासाठी लाखो आण्विक संयोगांचे विश्लेषण करावे लागेल. सामान्य संगणकाद्वारे हे काम करण्यासाठी अनेक वर्षे लागू शकतात. परंतु क्वांटम कॉम्प्युटरचा फायदा घेऊन, फार्मास्युटिकल कंपन्या अनेक वेळा जटिल आण्विक सिम्युलेशनचा वेग वाढवू शकतात, ज्यामुळे सर्वात आशादायक औषध अनेकदा कमी वेळात ओळखलं जाऊ शकतं. ही दुसरी क्वांटम क्रांती आहे. पहिले 1900 च्या दशकात झाली होती, जेव्हा क्वांटम मेकॅनिक्सच्या नवीन सिद्धांतांमुळे पायनियरिंग तंत्रज्ञानाचा शोध लागला जे आज सामान्य आहेत. जसे की लेसर, एमआरआय स्कॅनर किंवा अगदी फोटोव्होल्टेइक सेल. आता पुढील क्षेत्र हे क्वांटम कॉम्प्युटिंग आहे.

हे गेमचेंजर का आहे?

बंगळुरू येथील रमन संशोधन संस्थेतील क्वांटम इन्फॉर्मेशन अँड कॉम्प्युटिंग (QUIC) प्रयोगशाळेचे प्रमुख प्रा. उर्बशी सिन्हा म्हणते की, हे पूर्णपणे वेगळे क्षेत्र आहे. “क्वांटम कॉम्प्युटर लॅपटॉपची जागा घेणार नाहीत, परंतु ते काही कामांना अनेक पटींनी गती देतील,” म्हणूनच ते तयार करण्याची जागतिक स्पर्धा सुरू झाली आहे.

क्वांटम कंप्युटिंग माहिती साठवण्यासाठी उपअणू कण जसे की अडकलेले आयन किंवा फोटॉन वापरते. जेथे शास्त्रीय अपूर्णांक 0 किंवा 1 दर्शवितो, तेथे क्वांटम अपूर्णांक (क्विट) दोन्ही एकाच वेळी असू शकतात. या सुपरपोझिशनबद्दल क्वांटम संगणक सैद्धांतिकदृष्ट्या आण्विक पातळीवर जटिल सिम्युलेशन आजच्या डिजिटल संगणकांपेक्षा खूप वेगाने करू शकतात. परंतु क्वांटम कंप्युटिंग हार्डवेअरमध्ये पुढील प्रगतीची प्रतीक्षा असताना, क्वांटम तंत्रज्ञानाचे इतर अॅप्लिकेशन किंवा अनुप्रयोग हे मात्र आता टप्प्यात आले आहेत. उदाहरणार्थ, सुरक्षित संप्रेषण…

हे ही वाचा >> INDIA@ 100: Metaverse.. भारतासाठी महासत्तेचा पासवर्ड!

सध्या, क्वांटम क्रिप्टोग्राफी – जी क्वांटम की प्रदान करण्यासाठी फोटॉन वापरते. ज्याची व्यावसायिकरित्या चाचणी केली जात आहे. याचा फायदा बँकिंग, संरक्षण आणि सार्वजनिक आरोग्य रेकॉर्डसारख्या क्षेत्रांना होऊ शकतो, जेथे हॅकर्सपासून डेटाचे संरक्षण करणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे. इलेक्ट्रिक, चुंबकीय आणि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र, वेळ किंवा जागा मोजण्यासाठी क्वांटम सेन्सर हे पुढील लक्ष्य आहेत.

इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स (IISC), बंगलोर येथील क्वांटम टेक्नॉलॉजीमधील सेंटर फॉर एक्सलन्सचे प्रोफेसर अपूर्व डी. पटेल म्हणतात की, हे सेन्सर्स वैद्यकीय निदानात वापरल्या जाणार्‍या एमआरआय मशीनला अधिक संवेदनशील आणि लहान बनवू शकतात.

प्रभुत्व मिळविण्यासाठी भारताने काय करावे?

क्वांटम हार्डवेअरमध्ये भारत जागतिक पातळीवर वचर्स्व गाजवणाऱ्यांपेक्षा किमान पाच वर्षे मागे आहे. IBM च्या नवीनतम क्वांटम प्रोसेसर Osprey ची क्यूबिट संख्या 433 आहे, जी 2025 पर्यंत 4,000 च्या वर जाण्याची योजना आहे.

एप्रिलमध्ये, भारताने राष्ट्रीय क्वांटम मिशनला मान्यता दिली, ज्याचे उद्दिष्ट पाच वर्षांत 50-100 क्यूबिट संगणक आणि आठ वर्षांत 1,000 क्यूबिटपर्यंतचे संगणक आहे. फोकसची इतर क्षेत्रे म्हणजे क्वांटम कम्युनिकेशन, क्वांटम सेन्सर्स आणि मेट्रोलॉजी आणि क्वांटम सामग्री आणि उपकरणे आहेत. प्रो. पटेल म्हणतात, “भारताला तळापासून कौशल्य निर्माण करावे लागे, जसं त्यांनी अणू आणि अवकाश तंत्रज्ञानात काम केलं.”

याचा अर्थ सिम्युलेटर आणि साधने विकसित करण्याचं तंत्र जे जगातील फक्त काही कंपन्यांकडेच उपलब्ध आहे. हे मिशन अनेक काळापर्यंत चालणार आहे. परंतु क्वांटम हे लांब उडी मारण्याचं आश्वासन देतं.

विचार करणाऱ्या यंत्रांचा जमाना

जनरेटिव्ह एआयने सर्वांना मोहित केले आहे. आता भारताला सरकार आणि उद्योग या दोघांकडून मोहीम राबवण्याची गरज आहे. आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (AI) हे 1950 च्या दशकापासून – अगदी तंतोतंतपणे सांगायचे तर AI तंत्रज्ञान ही अशी गोष्ट आहे जी आपण दररोज वापरतो.

उदाहरणार्थ, ई-मेल स्पॅम फिल्टर, ते देखील AI आहेत. परंतु गेल्या दशकात एक टर्निंग पॉइंट आला जेव्हा तीन प्रमुख भाग एकत्र आले. वेगवान गणना शक्ती, अनेक डिजिटल डेटा आणि प्रगत अल्गोरिदम. यामुळे मानवी मज्जासंस्थेच्या संरचनेची नक्कल करणार्‍या नवीन संगणकीय प्रणालींचा उदय झाला.

हे न्यूरल नेटवर्क, शक्तिशाली अल्गोरिदमवर चालणारे आणि टेराबाइट डेटाच्या डोसवर चालणारे, सखोल शिक्षण घेऊन संपूर्ण नवीन स्तरावर गेले, जिथे जनरेटिव्ह एआय सुरू झाले, जे सर्व प्रकारची सामग्री-मजकूर, फोटो आणि व्हिडीओ तयार करण्यासाठी सर्व शिक्षण सामग्री वापरते, रचना करू शकते. सर्वात सुप्रसिद्ध उदाहरण म्हणजे ChatGPT, ज्याने नोव्हेंबर 2022 मध्ये रिलीज झाल्यावर खळबळ उडवून दिली आणि AI मध्ये एक नवीन शर्यत आणि स्पर्धा निर्माण केली.

हे गेमचेंजर का आहे?

जर कॉम्प्युटर व्हिजनने मशीन्सना चित्रांचा अर्थ समजण्यास सक्षम केले असेल, तर नैसर्गिक भाषा प्रोग्रामिंग (NLP) मध्ये नवीन प्रगती झाली आहे. म्हणूनच ChatGPT माणसांशी सहज संवाद साधू शकतं. चॅटबॉट्स हे त्याचं नवीन उदाहरण आहे, या तंत्रज्ञानाचा वापर ऑनलाइन ग्राहकांशी संवाद साधण्यासाठी स्पोकन एआय प्लॅटफॉर्मसह अनेक उद्योगांमध्ये केला जात आहे. रिटेल, प्रवास, बँकिंग, ई-कॉमर्स आणि बऱ्याच गोष्टींमध्ये.

AI विविध उपकरणांमध्ये देखील तयार केले जात आहे, जसे की कारच्या सेल्फ-ड्रायव्हिंग सिस्टीम, परंतु याक्षणी जनरेटिव्ह AI हे क्षेत्र सर्वांचे लक्ष वेधून घेत आहे. त्याकडे छोटी कामे सोपवून उत्पादकता वाढवणे हे ध्येय आहे.

भारताने काय करावे?

जनरेटिव्ह AI ला सखोल शिक्षण पद्धती आवश्यक आहेत. ज्याला लार्ज लँग्वेज मॉडेल्स (LLM) म्हणून ओळखले जाते, जे महाग आहेत आणि प्रचंड संगणकीय शक्ती आणि मोठ्या प्रमाणात डेटाची मागणी करतात.

आणि भारतातील सॉफ्टवेअर उद्योग संस्था, NASSCOM मधील चीफ ऑफ स्ट्रॅटेजी संगीता गुप्ता म्हणतात, ‘बहुतेक उपलब्ध LLM भारतीय डेटावर प्रशिक्षित असणे आवश्यक नाही. त्यामुळे कधी-कधी संदर्भ गहाळ होऊ शकतो.’ म्हणून, भारतातील AI कृषी आणि आरोग्य क्षेत्रातील अनेक अनुप्रयोगांसाठी आधार असू शकतो.

“जगभरातील तीनपैकी एक AI संशोधक भारतीय आहे. आमच्याकडे चांगली प्रतिभा आहे आणि अनेक समस्या सोडवता येतील,” असे फ्रॅक्टल अॅनालिटिक्सचे सह-संस्थापक आणि ग्रुप सीईओ श्रीकांत वेलामाकन्नी म्हणतात. पण ते म्हणतात की भारताला बेसलाइन मॉडेल बनवण्यासाठी सरकार आणि तंत्रज्ञान कंपन्यांकडून गुंतवणूक आणि ठोस प्रयत्न आवश्यक आहेत.

एका छोट्या चिपमध्ये सामावली जगाची शक्ती

सेमीकंडक्टर्स आज आपल्या दैनंदिन जीवनाचा एक महत्त्वाचा भाग बनले आहेत आणि त्यांच्या उत्पादनात कार्यक्षमता मिळवणे केवळ आर्थिकच नव्हे तर भारत आणि इतर देशांच्या राष्ट्रीय सुरक्षेसाठीही महत्त्वाचे आहे. संपूर्ण कार असेंबली लाईनवर तयार आहे, परंतु ती बाजारात लॉन्च केली जाऊ शकत नाही, कारण त्याच्या अँटी-कॉलिजन सिस्टीममध्ये वापरल्या जाणार्‍या छोट्या चिपसाठी अनेक महिन्यांपासून वाट पाहावी लागत आहे.

हे ही वाचा >> Chandrayaan-3 : विक्रम लँडरवर ‘सोनेरी कोटिंग’ का लावलं जातं तुम्हाला माहितीये का?

कोविड-19 महामारीच्या शिखरावर इलेक्ट्रॉनिक चिप्सची कमतरता ही एक मोठी समस्या होती. आज, तुम्ही सामान्यतः वापरत असलेल्या जवळपास प्रत्येक लहान-मोठ्या उपकरणाला सेमीकंडक्टरची आवश्यकता असते. उदाहरणार्थ, टेलिव्हिजन आणि रेफ्रिजरेटरसारख्या घरगुती उपकरणांपासून ते स्मार्टफोन आणि कारपर्यंत, याचा वापर केला जात आहे. परंतु जागतिक स्तरावर या चिप्सचे उत्पादन केवळ काही विशिष्ट ठिकाणांपुरतेच मर्यादित आहे. अशा परिस्थितीत कोविडसारख्या संकटाच्या काळात पुरवठा साखळी विस्कळीत होणे स्वाभाविक होतं.

भारताने काय करणं गरजेचं आहे?

तैवान जगातील सर्वात प्रगत सेमीकंडक्टर 90 टक्के उत्पादन करतं. त्यामुळे, पुरवठा साखळीतील कोणताही व्यत्यय टाळण्यासाठी, जगभरातील कंपन्या आणि सरकारे देशांतर्गत चिप उत्पादनाला चालना देण्यासाठी अब्जावधी डॉलर्सची गुंतवणूक करत आहेत. भारत देखील सेमीकंडक्टर उत्पादनासाठी योग्य वातावरण तयार करण्यात गुंतलेला आहे, ज्याने डिसेंबर 2021 मध्ये उत्पादनाशी संबंधित प्रोत्साहन म्हणजेच PLI योजनेसाठी 76,000 कोटी रुपयांचा खर्च जाहीर केला.

देशातील सेमीकंडक्टर मार्केट 2019 मध्ये 22.7 अब्ज डॉलर (रु. 1.9 लाख कोटी) वरून 2026 मध्ये 64 अब्ज डॉलर (रु. 5.3 लाख कोटी) पर्यंत पोहोचण्याचा अंदाज आहे. जुलैमध्ये सेमिकॉन इंडिया 2023 परिषदेत, डॉ. प्रभू राजा, अध्यक्ष, सेमीकंडक्टर प्रॉडक्ट्स ग्रुप, यूएस कंपनी अप्लाइड मटेरिअल्स म्हणाले, “चिप कुठे बनवल्या जातात तितकेच ते कसे बनवले जातात हे महत्त्वाचे आहे.”

कसं प्रभुत्व मिळवावं?

सेमीकंडक्टर इकोसिस्टममध्ये प्रामुख्याने तीन क्षेत्रांचा समावेश होतो. डिझाईन, वेफर मॅन्युफॅक्चरिंग, आणि सेमीकंडक्टर टेस्टिंग आणि पॅकेजिंग. चिप डिझायनिंग हे एक क्षेत्र आहे ज्यामध्ये भारत चांगल्या स्थितीत आहे. गेल्या 20 वर्षांत, अनेक जागतिक सेमीकंडक्टर डिझाइन कंपन्यांनी भारतात त्यांची केंद्रे स्थापन केली आहेत. इंडिया इलेक्ट्रॉनिक्स अँड सेमीकंडक्टर असोसिएशन (IESA) चे अध्यक्ष संजय गुप्ता म्हणतात, “जगातील 20-25 टक्के चिप डिझायनर भारतात आहेत.” ते असेही सांगतात की विशिष्ट कौशल्य असलेल्या सिलिकॉन डिझाइनर्सची संख्या सुमारे 1,00,000 ते 1,50,000 असेल.

म्हणून, देशांतर्गत फॅबलेस डिझाइन कंपन्यांना प्रोत्साहन देण्याचा प्रयत्न आहे जेणेकरुन ते देशांतर्गत परिसंस्थेसाठी या टॅलेंट पूलचा लाभ घेऊ शकतील. पण ‘फेबल’ चिप डिझाईनवर काम करणाऱ्या स्टार्ट-अपसाठी भांडवलाची मोठी गरज असते. पुढील क्षेत्र म्हणजे उत्पादन, ज्यामध्ये अनेक मोठी आव्हाने आहेत आणि केंद्राच्या PLI योजनेद्वारे या आव्हानांचा सामना करणे अपेक्षित आहे. प्रचंड भांडवलाव्यतिरिक्त, चिप फाउंड्री उभारण्यासाठी अत्यंत प्रगत तंत्रज्ञानाची आवश्यकता असते. गुप्ता यांनी सांगितलं की, “सर्वात चांगली गोष्ट म्हणजे अशी उपकरणे बनवण्यात प्रभुत्व असलेल्या अनेक जागतिक कंपन्या सध्या भारतात आहेत आणि त्यांचा विस्तारही येथे करत आहेत.”

तिसरे क्षेत्र म्हणजे असेंब्ली, टेस्टिंग, मार्किंग आणि पॅकेजिंग (ATMP), जे मदरबोर्डमध्ये वापरण्यापूर्वी सिलिकॉन वेफर्समध्ये विविध घटक जोडण्याच्या प्रक्रियेचा संदर्भ देते. जूनमध्ये, अमेरिकन सेमीकंडक्टर फर्म मायक्रोन टेक्नॉलॉजीने घोषित केले की ते 2024 च्या अखेरीस पहिल्या टप्प्यात कार्यरत असलेल्या गुजरातमध्ये नवीन असेंबलिंग आणि चाचणी सुविधेमध्ये 825 कोटी डॉलर (सुमारे 6,845 कोटी रुपये) गुंतवणूक करण्याची योजना आखत आहे.

भारताच्या सेमीकंडक्टर कार्यक्रमांतर्गत एकूण चार योजना आहेत, ज्यामध्ये या सर्व क्षेत्रांच्या गरजा लक्षात ठेवण्यात आल्या आहेत. तसे, चिप बनवणे ही एक दीर्घकालीन प्रक्रिया आहे, ज्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर आणि सतत गुंतवणूक आवश्यक आहे. तथापि, भारताला आता प्रामुख्याने या क्षेत्रासाठी तळागाळात इकोसिस्टम तयार करण्यावर भर द्यावा लागेल.