ایک طاقتور کمپیوٹر کا کیا فائدہ اگر آپ اس کی آؤٹ پٹ نہیں پڑھ سکتے؟ یا مختلف کام کرنے کے لیے اسے آسانی سے دوبارہ پروگرام کریں؟ وہ لوگ جو کوانٹم کمپیوٹرز ڈیزائن کرتے ہیں ان کو ان چیلنجوں کا سامنا کرنا پڑتا ہے، اور ایک نیا آلہ انہیں حل کرنا آسان بنا سکتا ہے۔

نیشنل انسٹی ٹیوٹ آف اسٹینڈرڈز اینڈ ٹکنالوجی (NIST) کے سائنسدانوں کی ایک ٹیم کے ذریعہ متعارف کرایا گیا یہ آلہ، دو سپر کنڈکٹنگ کوانٹم بٹس، یا کیوبٹس پر مشتمل ہے، جو کہ کلاسیکی کمپیوٹر کی پروسیسنگ چپ میں لاجک بٹس کے لیے کوانٹم کمپیوٹر کا اینالاگ ہے۔ اس نئی حکمت عملی کا دل ایک “ٹوگل سوئچ” ڈیوائس پر انحصار کرتا ہے جو کیوبٹس کو ایک سرکٹ سے جوڑتا ہے جسے “ریڈ آؤٹ ریزونیٹر” کہا جاتا ہے جو کیوبٹس کے حسابات کی آؤٹ پٹ پڑھ سکتا ہے۔

اس ٹوگل سوئچ کو مختلف حالتوں میں پلٹایا جا سکتا ہے تاکہ کیوبٹس اور ریڈ آؤٹ ریزونیٹر کے درمیان رابطوں کی طاقت کو ایڈجسٹ کیا جا سکے۔ ٹوگل آف ہونے پر، تینوں عناصر ایک دوسرے سے الگ ہو جاتے ہیں۔ جب سوئچ کو دو کوبٹس کو جوڑنے کے لیے ٹوگل کیا جاتا ہے، تو وہ تعامل کر سکتے ہیں اور حساب کتاب کر سکتے ہیں۔ حساب مکمل ہونے کے بعد، ٹوگل سوئچ نتائج کو بازیافت کرنے کے لیے کوئبٹس اور ریڈ آؤٹ ریزونیٹر میں سے کسی ایک کو جوڑ سکتا ہے۔

پروگرام کے قابل ٹوگل سوئچ کا ہونا شور کو کم کرنے کی طرف ایک طویل سفر طے کرتا ہے، کوانٹم کمپیوٹر سرکٹس میں ایک عام مسئلہ ہے جو کیوبٹس کے لیے حساب کتاب کرنا اور اپنے نتائج کو واضح طور پر دکھانا مشکل بناتا ہے۔

“مقصد کیوبٹس کو خوش رکھنا ہے تاکہ وہ بغیر کسی خلفشار کے حساب لگا سکیں، جب کہ ہم چاہیں تو انہیں پڑھ سکتے ہیں،” رے سیمنڈز نے کہا، NIST کے ماہر طبیعیات اور مقالے کے مصنفین میں سے ایک۔ “یہ ڈیوائس آرکیٹیکچر کوئبٹس کی حفاظت میں مدد کرتا ہے اور کوبٹس سے باہر کوانٹم انفارمیشن پروسیسرز بنانے کے لیے درکار ہائی فیڈیلیٹی پیمائش کرنے کی ہماری صلاحیت کو بہتر بنانے کا وعدہ کرتا ہے۔”

ٹیم، جس میں یونیورسٹی آف میساچوسٹس لوئیل، یونیورسٹی آف کولوراڈو بولڈر اور ریتھیون بی بی این ٹیکنالوجیز کے سائنسدان بھی شامل ہیں، آج شائع ہونے والے ایک مقالے میں اپنے نتائج بیان کرتے ہیں۔ نیچر فزکس۔

کوانٹم کمپیوٹرز، جو اب بھی ترقی کے ابتدائی مرحلے پر ہیں، کوانٹم میکانکس کی عجیب و غریب خصوصیات کو کام کرنے کے لیے استعمال کریں گے جو ہمارے سب سے طاقتور کلاسیکی کمپیوٹرز کو بھی ناقابل تسخیر معلوم ہوتا ہے، جیسا کہ کیمیائی تعاملات کے نفیس نقالی انجام دے کر نئی ادویات کی ترقی میں مدد کرنا۔ .

تاہم، کوانٹم کمپیوٹر ڈیزائنرز کو اب بھی بہت سے مسائل کا سامنا ہے۔ ان میں سے ایک یہ ہے کہ کوانٹم سرکٹس کو بیرونی یا حتیٰ کہ اندرونی شور سے لات ماری جاتی ہے، جو کمپیوٹر بنانے کے لیے استعمال ہونے والے مواد میں خرابیوں سے پیدا ہوتی ہے۔ یہ شور بنیادی طور پر بے ترتیب رویہ ہے جو qubit حسابات میں غلطیاں پیدا کر سکتا ہے۔

موجودہ دور کے qubits فطری طور پر خود شور مچاتے ہیں، لیکن یہ واحد مسئلہ نہیں ہے۔ بہت سے کوانٹم کمپیوٹر ڈیزائنز میں ایسے ہوتے ہیں جسے جامد فن تعمیر کہا جاتا ہے، جہاں پروسیسر میں موجود ہر کوئبٹ جسمانی طور پر اپنے پڑوسیوں اور اس کے ریڈ آؤٹ ریزونیٹر سے جڑا ہوتا ہے۔ من گھڑت وائرنگ جو qubits کو آپس میں اور ان کے ریڈ آؤٹ سے جوڑتی ہے انہیں اور بھی زیادہ شور کا سامنا کر سکتی ہے۔

اس طرح کے جامد فن تعمیر کا ایک اور نقصان ہے: انہیں آسانی سے دوبارہ پروگرام نہیں کیا جا سکتا۔ ایک جامد فن تعمیر کے qubits کچھ متعلقہ کام کر سکتے ہیں، لیکن کمپیوٹر کے لیے کاموں کی ایک وسیع رینج کو انجام دینے کے لیے، اسے ایک مختلف کوبٹ تنظیم یا ترتیب کے ساتھ مختلف پروسیسر ڈیزائن میں تبدیل کرنے کی ضرورت ہوگی۔ (اپنے لیپ ٹاپ میں چپ کو ہر بار تبدیل کرنے کا تصور کریں جب آپ کو سافٹ ویئر کا مختلف حصہ استعمال کرنے کی ضرورت ہو، اور پھر غور کریں کہ چپ کو بالکل صفر سے اوپر رکھنے کی ضرورت ہے، اور آپ کو معلوم ہوگا کہ یہ کیوں تکلیف دہ ثابت ہوسکتا ہے۔)

ٹیم کا قابل پروگرام ٹوگل سوئچ ان دونوں مسائل کو دور کرتا ہے۔ سب سے پہلے، یہ سرکٹ کے شور کو ریڈ آؤٹ ریزونیٹر کے ذریعے سسٹم میں داخل ہونے سے روکتا ہے اور کیوبٹس کو ایک دوسرے کے ساتھ بات چیت کرنے سے روکتا ہے جب سمجھا جاتا ہے کہ وہ خاموش ہیں۔

“یہ ایک کوانٹم کمپیوٹر میں شور کے ایک اہم ذریعہ کو کم کرتا ہے،” سیمنڈز نے کہا۔

دوسرا، عناصر کے درمیان سوئچ کے کھلنے اور بند ہونے کو ایک مستحکم فن تعمیر کے جسمانی رابطوں کے بجائے دور سے بھیجی جانے والی مائکروویو پلس کی ٹرین سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ ان میں سے زیادہ ٹوگل سوئچز کو مربوط کرنا زیادہ آسانی سے قابل پروگرام کوانٹم کمپیوٹر کی بنیاد ہو سکتا ہے۔ مائیکرو ویو کی دالیں منطقی کارروائیوں کی ترتیب اور ترتیب بھی ترتیب دے سکتی ہیں، یعنی ٹیم کے بہت سے ٹوگل سوئچز کے ساتھ بنی ایک چپ کو کسی بھی کام کو انجام دینے کی ہدایت کی جا سکتی ہے۔

“یہ چپ کو قابل پروگرام بناتا ہے،” سیمنڈز نے کہا۔ “چپ پر مکمل طور پر فکسڈ فن تعمیر رکھنے کے بجائے، آپ سافٹ ویئر کے ذریعے تبدیلیاں کر سکتے ہیں۔”

ایک آخری فائدہ یہ ہے کہ ٹوگل سوئچ ایک ہی وقت میں دونوں کیوبٹس کی پیمائش کو بھی آن کر سکتا ہے۔ کوانٹم کمپیوٹیشنل غلطیوں کا سراغ لگانے کے لیے دونوں کوبٹس سے اپنے آپ کو ایک جوڑے کے طور پر ظاہر کرنے کے لیے کہنے کی یہ صلاحیت اہم ہے۔

اس مظاہرے میں موجود کیوبٹس، نیز ٹوگل سوئچ اور ریڈ آؤٹ سرکٹ، سبھی سپر کنڈکٹنگ اجزاء سے بنے تھے جو بغیر کسی مزاحمت کے بجلی چلاتے ہیں اور انہیں انتہائی سرد درجہ حرارت پر چلایا جانا چاہیے۔ ٹوگل سوئچ خود ایک سپر کنڈکٹنگ کوانٹم مداخلت آلہ، یا “SQUID” سے بنایا گیا ہے، جو اس کے لوپ سے گزرنے والے مقناطیسی شعبوں کے لیے بہت حساس ہے۔ قریبی اینٹینا لوپ کے ذریعے مائیکرو ویو کرنٹ چلانا ضرورت پڑنے پر کیوبٹس اور ریڈ آؤٹ ریزونیٹر کے درمیان تعاملات پیدا کر سکتا ہے۔

اس وقت، ٹیم نے صرف دو کیوبٹس اور ایک ریڈ آؤٹ ریزونیٹر کے ساتھ کام کیا ہے، لیکن سیمنڈز نے کہا کہ وہ تین کیوبٹس اور ایک ریڈ آؤٹ ریزونیٹر کے ساتھ ایک ڈیزائن تیار کر رہے ہیں، اور ان کے پاس مزید کیوبٹس اور ریزونیٹر بھی شامل کرنے کا منصوبہ ہے۔ مزید تحقیق اس بارے میں بصیرت پیش کر سکتی ہے کہ ان میں سے بہت سے آلات کو ایک ساتھ کیسے جوڑنا ہے، ممکنہ طور پر ایک طاقتور کوانٹم کمپیوٹر بنانے کا ایک طریقہ پیش کر سکتا ہے جس میں کافی کوبٹس موجود ہوں تاکہ اس قسم کے مسائل کو حل کیا جا سکے جو کہ ابھی تک ناقابل تسخیر ہیں۔



>Source link>

>>Join our Facebook Group be part of community. <<

By hassani

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *