क्वांटम कंप्यूटिंग और जैव प्रौद्योगिकी में हालिया सफलताएं
स्रोत:द हिंदू ↗
क्यों मायने रखता है
UPSC अक्सर उभरती हुई तकनीकों (जैसे क्वांटम कंप्यूटिंग और बायोटेक्नोलॉजी) और उनके व्यावहारिक अनुप्रयोगों के बारे में उम्मीदवारों की जागरूकता का परीक्षण करता है। इन विकासों को समझना वैज्ञानिक अवधारणाओं पर आधारित Prelims MCQs और भारत के विकास तथा वैश्विक वैज्ञानिक प्रगति में तकनीक की भूमिका पर आधारित Mains के प्रश्नों, दोनों को हल करने के लिए महत्वपूर्ण है।
सारांश
15 मार्च, 2026 का Science Snapshots संस्करण विभिन्न वैज्ञानिक क्षेत्रों में हालिया प्रगति पर प्रकाश डालता है। इसमें जैव प्रौद्योगिकी (biotechnology) में महत्वपूर्ण विकास को शामिल किया गया है, जिसमें फसलों में आनुवंशिक संशोधन (genetic modification) के नए अनुप्रयोग और माइक्रोसैटेलाइट डीएनए (microsatellite DNA) का उपयोग करने वाले जीनोमिक अध्ययन शामिल हैं। कंप्यूटिंग के क्षेत्र में, यह लेख क्वांटम कंप्यूटिंग प्रौद्योगिकियों की प्रगति पर चर्चा करता है—विशेष रूप से क्विबिट्स (qubits) और टोपोलॉजिकल क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए Majorana 1 चिप जैसे विशिष्ट हार्डवेयर से संबंधित प्रगति। इसके अलावा, यह वैज्ञानिक अनुसंधान और डेटा विश्लेषण को गति देने में डीप लर्निंग (deep learning) और आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (AI) के बढ़ते अंतर्संबंधों को भी रेखांकित करता है।
मुख्य बिंदु
- जैव प्रौद्योगिकी में हालिया महत्वपूर्ण प्रगति में आनुवंशिक संशोधन (जैसे कि Bt तकनीकें) और माइक्रोसैटेलाइट DNA का उपयोग शामिल है, ताकि विकासवादी संबंधों का अध्ययन किया जा सके और फसलों की सहनशीलता (resilience) में सुधार किया जा सके।
- क्वांटम कंप्यूटिंग में प्रगति तेज हो रही है, जिसमें क्लासिकल कंप्यूटर्स की तुलना में घातीय (exponential) प्रोसेसिंग गति प्राप्त करने के लिए क्यूबिट्स (qubits) के हेरफेर पर ध्यान केंद्रित किया जा रहा है।
- विशिष्ट क्वांटम हार्डवेयर का विकास, जैसे कि Microsoft का Majorana 1 चिप, बेहतर त्रुटि-सुधार (error-correction) के साथ टोपोलॉजिकल क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए मार्ग प्रशस्त कर रहा है।
- विशाल डेटासेट को प्रोसेस करने और विभिन्न विषयों में खोजों को गति देने के लिए वैज्ञानिक अनुसंधान में आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस और डीप लर्निंग मॉडल को तेजी से एकीकृत किया जा रहा है।
महत्वपूर्ण शब्द
मेजरान 1 चिप
माइक्रोसॉफ्ट द्वारा विकसित एक क्वांटम प्रोसेसिंग यूनिट जो टोपोलॉजिकल क्यूबिट्स (topological qubits) का उपयोग करती है। इसका लक्ष्य एक विशिष्ट "टॉपोकंडक्टर" (topoconductor) मटीरियल आर्किटेक्चर में स्थिर मेजोराना जीरो मोड्स (Majorana zero modes) का उपयोग करके फॉल्ट-टोलरेंट कंप्यूटिंग प्राप्त करना है।
UPSC context
GS पेपर III (विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी); उभरते कंप्यूटिंग हार्डवेयर और वैश्विक क्वांटम अनुसंधान नेतृत्व के बारे में जागरूकता का परीक्षण करता है।
टोपोलॉजिकल क्वांटम कंप्यूटिंग
एक क्वांटम कंप्यूटिंग मॉडल जो गणना करने के लिए विलक्षण क्वासिपार्टिकल्स (anyons) का उपयोग करता है। यह "हार्डवेयर-स्तर" की त्रुटि प्रतिरोधकता (error resistance) प्रदान करता है, जो पारंपरिक सुपरकंडक्टिंग क्वांटम आर्किटेक्चर का एक अधिक स्थिर और स्केलेबल विकल्प है।
UPSC context
GS पेपर III (विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी); 'IT/कंप्यूटर में जागरूकता' और क्वांटम स्थिरता की चुनौतियों के लिए प्रासंगिक।
माइक्रोसैटेलाइट डीएनए
लघु, पुनरावर्ती DNA अनुक्रम (2-6 बेस पेयर) जिनका उपयोग आनुवंशिक मार्कर के रूप में किया जाता है। उच्च व्यक्तिगत परिवर्तनशीलता के कारण, इनका उपयोग DNA फिंगरप्रिंटिंग, फॉरेंसिक और विकासात्मक वंशावली (evolutionary lineages) का पता लगाने के लिए किया जाता है।
UPSC context
GS Paper III (बायोटेक्नोलॉजी); आनुवंशिक विश्लेषण और विकासवादी जीव विज्ञान से संबंधित एक उच्च-आवृत्ति वाला विषय (Prelims 2023)।
क्यूबिट (Qubit)
क्वांटम सूचना की मूल इकाई। क्लासिकल बिट्स (0 या 1) के विपरीत, क्यूबिट्स (qubits) सुपरपोजिशन का उपयोग करके एक साथ दोनों स्थितियों में मौजूद रह सकते हैं, जो विशिष्ट जटिल कार्यों के लिए घातांकीय (exponential) प्रोसेसिंग शक्ति सक्षम बनाता है।
UPSC context
GS पेपर III (विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी); क्वांटम मैकेनिक्स में एक मूलभूत शब्द (प्रारंभिक परीक्षा 2022 में पूछा गया)।
डीप लर्निंग
आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (AI) का एक उप-समूह जो बहु-स्तरीय कृत्रिम न्यूरल नेटवर्क (artificial neural networks) का उपयोग करता है। यह इमेज, स्पीच या जीनोमिक डेटा जैसे विशाल असंरचित डेटासेट (unstructured datasets) में जटिल पैटर्न की पहचान करने के लिए मानव मस्तिष्क की कार्यप्रणाली की नकल करता है।
UPSC context
GS पेपर III (विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी); AI के विकास और इसके अनुसंधान अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण।
प्रारंभिक ट्रैप
माइक्रोसैटेलाइट डीएनए का उपयोग मुख्य रूप से कृषि फसलों के आनुवंशिक संशोधन के लिए किया जाता है।
गलत। माइक्रोसेटेलाइट DNA में नॉन-कोडिंग सीक्वेंस होते हैं जिनका उपयोग DNA फिंगरप्रिंटिंग और विकासवादी संबंधों (evolutionary relationships) के अध्ययन के लिए किया जाता है, न कि ट्रांसजेनिक फसलें तैयार करने के लिए। मॉडिफिकेशन के लिए Bt टेक्नोलॉजी का उपयोग किया जाता है।
संबंधित अवधारणाएँ
क्वांटम कंप्यूटिंग को विशिष्ट बनाने वाले बुनियादी सिद्धांत क्या हैं?
- अध्यारोपण: क्लासिकल बिट्स के विपरीत, Qubits एक साथ कई अवस्थाओं (0 और 1) में मौजूद हो सकते हैं, जो बड़े पैमाने पर समानांतर गणनाओं को सक्षम बनाते हैं।
- एंटैंगलमेंट: क्यूबिट्स (Qubits) आपस में जटिल रूप से जुड़ जाते हैं जिससे एक की अवस्था तुरंत दूसरे की अवस्था निर्धारित करती है, चाहे उनके बीच की दूरी कितनी भी हो।
- टोपोलॉजिकल कंप्यूटिंग: एक उन्नत दृष्टिकोण (Majorana particles का उपयोग करते हुए) जो सिस्टम की टोपोलॉजी में सूचना संग्रहीत करता है, जिससे यह पर्यावरणीय शोर (decoherence) के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी बन जाता है।
माइक्रोसैटेलाइट DNA क्या है और इसका अनुप्रयोग कैसे किया जाता है?
- शॉर्ट टेंडम रिपीट्स: ये नॉन-कोडिंग DNA के छोटे, अत्यधिक दोहराव वाले अनुक्रम (sequences) हैं। चूंकि ये तेजी से उत्परिवर्तित (mutate) होते हैं, इसलिए व्यक्तियों के बीच इनकी लंबाई में काफी भिन्नता होती है।
- प्रमुख अनुप्रयोग: ये महत्वपूर्ण आनुवंशिक मार्कर के रूप में कार्य करते हैं जिनका उपयोग DNA प्रोफाइलिंग, फोरेंसिक विश्लेषण, जनसंख्या आनुवंशिकी और विकासवादी संबंधों का पता लगाने में किया जाता है।
अंतर-विषय पैटर्न
क्वांटम तकनीक + साइबर सुरक्षा और एन्क्रिप्शन
स्थिर मेजोराना क्वांटम चिप्स की ओर बदलाव वर्तमान RSA एन्क्रिप्शन मानकों के लिए खतरा पैदा करता है, जो सीधे तौर पर भारत के नेशनल क्वांटम मिशन (National Quantum Mission) और भविष्य के साइबर-डिफेंस फ्रेमवर्क से जुड़ा है।
जैव प्रौद्योगिकी + कृषि अर्थव्यवस्था और IPR
बोलगार्ड (Bt) लक्षणों का विकास भारत की कृषि अर्थव्यवस्था में बौद्धिक संपदा अधिकार (IPR), पेटेंट कानूनों और बीज एकाधिकार के विनियमन के साथ प्रतिच्छेद करता है।
'Majorana zero modes', 'Microsatellites' और 'ANNs' जैसे उभरते हुए शब्दों वाले 'सही मिलान' (Match-the-following) युग्मों के 2026 में पूछे जाने की अत्यधिक संभावना है।
संबद्ध PYQ · 4
संबद्ध PYQ · 4
- 2021PrelimsGS1
Bollgard I and Bollgard II technologies are mentioned in the context of
- 2023PrelimsGS1
'Microsatellite DNA' is used in the case of which one of the following?
- 2022PrelimsGS1
Which one of the following is the context in which the term "qubit" is mentioned ?
- 2025PrelimsGS1
Consider the following statements: I. It is expected that Majorana 1 chip will enable quantum computing. II. Majorana 1 chip has been introduced by Amazon Web Services (AWS). III. Deep learning is a subset of machine learning. Which of the statements given above are correct?
