کوانٹم کمپیوٹنگ (Quantum Computing) کمپیوٹر ٹیکنالوجی میں ایک انقلاب کے مترادف ہے، جو موجودہ کمپیوٹنگ کی حدود کو پار کرتے ہوئے وہ کام کر سکتی ہے جو عام کمپیوٹرز کے لیے ممکن نہیں۔ یہ جدید ٹیکنالوجی کوانٹم فزکس کے اصولوں پر مبنی ہے اور روایتی کمپیوٹرز کے برعکس پیچیدہ مسائل کو انتہائی تیزی سے حل کرنے کی صلاحیت رکھتی ہے۔ آج کے دور میں، کمپیوٹرز ڈیٹا کو بائنری ڈیجیٹس یعنی صفر اور ایک (0, 1) کی شکل میں محفوظ کرتے ہیں۔ تاہم، کوانٹم کمپیوٹنگ میں ڈیٹا کو کوبِٹس (Qubits) کے ذریعے محفوظ کیا جاتا ہے جو ایک وقت میں متعدد حالتوں میں موجود ہو سکتے ہیں، جسے سپرپوزیشن (Superposition) کہتے ہیں۔
کوانٹم کمپیوٹنگ اور اس کی اہمیت
کوانٹم کمپیوٹنگ کی سب سے بڑی خصوصیت اس کی غیر معمولی رفتار اور طاقت ہے۔ یہ کمپیوٹرز بڑے اور پیچیدہ ڈیٹا سیٹس کا تجزیہ، کوڈ توڑنے، اور ادویات کی دریافت میں معاون ثابت ہو سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، موجودہ زمانے کے سپر کمپیوٹرز کو ایک پیچیدہ مسئلے کو حل کرنے میں کئی سال لگ سکتے ہیں، جبکہ کوانٹم کمپیوٹرز وہی مسئلہ چند منٹوں یا سیکنڈز میں حل کر سکتے ہیں۔
کوانٹم کمپیوٹرز کیسے کام کرتے ہیں؟
کوانٹم کمپیوٹرز روایتی کمپیوٹرز سے بالکل مختلف کام کرتے ہیں۔ روایتی کمپیوٹرز بٹس کا استعمال کرتے ہیں جو یا تو 0 یا 1 کی حالت میں ہو سکتے ہیں۔ اس کے برعکس، کوانٹم کمپیوٹرز کوبٹس استعمال کرتے ہیں، جو ایک ہی وقت میں 0 اور 1 دونوں حالتوں میں موجود ہو سکتے ہیں۔ اس خصوصیت کو سپرپوزیشن کہا جاتا ہے۔
انٹینگلمنٹ (Entanglement) بھی کوانٹم کمپیوٹنگ کی ایک منفرد خصوصیت ہے، جس میں دو کوبٹس آپس میں ایک دوسرے کے ساتھ منسلک ہو جاتے ہیں۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ اگر آپ ایک کوبٹ کی حالت تبدیل کرتے ہیں تو دوسرا کوبٹ بھی فوراً اس تبدیلی کا احساس کر لیتا ہے، چاہے وہ کتنی ہی دور کیوں نہ ہو۔ یہ خصوصیت کوانٹم کمپیوٹنگ کو زیادہ پیچیدہ اور طاقتور بناتی ہے۔
کوانٹم کمپیوٹنگ کے حالیہ پیشرفت
کوانٹم کمپیوٹنگ کے میدان میں حالیہ برسوں میں بے پناہ پیشرفت ہوئی ہے۔ 2023 تک، مختلف کمپنیاں اور ریسرچ ادارے اس ٹیکنالوجی کو بہتر بنانے کے لیے کام کر رہے ہیں۔ کچھ حالیہ پیشرفت درج ذیل ہیں:
- کوبٹس کو آپس میں جوڑنا: ایک چیلنج یہ رہا ہے کہ کس طرح مختلف کوبٹس کو آپس میں جوڑ کر ایک بڑے کوانٹم کمپیوٹر کی تشکیل کی جائے۔ کچھ کمپنیاں، جیسے PsiQuantum، فوٹونز (Photons) پر مبنی کوبٹس بنانے اور انہیں جوڑنے کے منصوبے پر کام کر رہی ہیں۔ اس کی مدد سے زیادہ مضبوط اور بڑے کوانٹم کمپیوٹر بنائے جا سکیں گے۔
- کوانٹم کمیونیکیشن: کوانٹم کمپیوٹرز کے درمیان رابطے کے لیے کوانٹم کمیونیکیشن کی اہمیت بڑھ رہی ہے۔ 2023 میں، محققین نے ثابت کیا کہ کوبٹس کو سینکڑوں کلومیٹرز کے فاصلے پر منتقل کیا جا سکتا ہے۔ اس سلسلے میں میکیوس (Micius) سیٹلائٹ کی مدد سے 1200 کلومیٹر کے فاصلے پر کوانٹم کمیونیکیشن کامیابی سے انجام دی گئی۔
- غلطیوں کی تصحیح: کوانٹم کمپیوٹنگ کے اہم مسائل میں سے ایک غلطیوں کی تصحیح (Error Correction) ہے۔ کوانٹم کمپیوٹرز میں غلطیوں کے امکانات زیادہ ہوتے ہیں، اس لیے جدید محققین غلطیوں کو کم کرنے کے لیے مختلف طریقے تلاش کر رہے ہیں۔ IBM اور Google Quantum AI نے حال ہی میں ایسے طریقے دریافت کیے ہیں جن کی مدد سے کوبٹس کے درمیان غلطیوں کو کم کیا جا سکے۔
کوانٹم کمپیوٹنگ کے چیلنجز
اگرچہ کوانٹم کمپیوٹنگ کے بہت سے فائدے ہیں، مگر اس کے ساتھ کچھ چیلنجز بھی وابستہ ہیں:
- غلطیوں کی تصحیح: کوانٹم کمپیوٹرز کی سب سے بڑی رکاوٹ ان میں موجود غلطیاں ہیں۔ کوانٹم کمپیوٹرز انتہائی حساس ہوتے ہیں اور بیرونی عوامل جیسے کہ درجہ حرارت اور مقناطیسی میدان ان کی کارکردگی پر اثرانداز ہو سکتے ہیں۔ ان غلطیوں کی تصحیح کے لیے مضبوط کوانٹم ایرر-کوریکشن کوڈز کی ضرورت ہوتی ہے۔
- سافٹ ویئر کی کمی: کوانٹم کمپیوٹنگ کے لئے جدید سافٹ ویئر اور الگورتھم کی ضرورت ہوتی ہے۔ فی الحال، کوانٹم کمپیوٹرز کے لیے کوڈنگ کے محدود ٹولز دستیاب ہیں۔ اس کی وجہ سے کمپیوٹرز کی مکمل صلاحیتوں سے فائدہ اٹھانا مشکل ہوتا ہے۔ تاہم، کچھ کمپنیاں جیسے Zapata Computing اور Algorithmiq، کوانٹم کمپیوٹنگ کے لیے نئے سافٹ ویئر پلیٹ فارمز تیار کر رہی ہیں۔
- وسائل کی ضرورت: کوانٹم کمپیوٹرز کو انتہائی حساس حالت میں رکھنا ضروری ہوتا ہے، جس کے لیے خاص ماحول، جیسے انتہائی کم درجہ حرارت، کی ضرورت ہوتی ہے۔ ان وسائل کی فراہمی اور کنٹرول کرنا ایک بڑا چیلنج ہے۔
کوانٹم کمپیوٹنگ کے مستقبل کے امکانات
کوانٹم کمپیوٹنگ آنے والے وقت میں کمپیوٹر ٹیکنالوجی میں انقلاب لا سکتی ہے۔ کچھ ممکنہ شعبے جہاں کوانٹم کمپیوٹنگ کا مستقبل میں استعمال ہو سکتا ہے:
- کرپٹوگرافی (Cryptography): کوانٹم کمپیوٹنگ کے ذریعے موجودہ انکرپشن کے طریقے بآسانی توڑے جا سکتے ہیں۔ لہٰذا، اس ٹیکنالوجی کی مدد سے نئے اور زیادہ محفوظ کرپٹوگرافی طریقے تیار کیے جا سکتے ہیں۔
- ادویات کی دریافت: کوانٹم کمپیوٹرز بڑے پیمانے پر مالیکیولز اور کیمیائی تعاملات کی سمولیشن کرنے میں مدد فراہم کر سکتے ہیں۔ اس سے نئی ادویات کی دریافت اور جانچ کے عمل میں تیزی آ سکتی ہے۔
- فنانس اور معیشت: کوانٹم کمپیوٹرز معیشتی ماڈلز کے بڑے اور پیچیدہ ڈیٹا سیٹس کا تجزیہ کرنے کے لیے استعمال ہو سکتے ہیں۔ اس سے مالیاتی پیشنگوئی، مارکیٹ کے رجحانات کی شناخت، اور رسک مینجمنٹ میں مدد مل سکتی ہے۔
- مشین لرننگ اور مصنوعی ذہانت (AI): کوانٹم کمپیوٹنگ کی مدد سے مشین لرننگ کے ماڈلز کی تربیت میں تیزی آئے گی، جس سے مصنوعی ذہانت کے میدان میں نئے اور جدید امکانات سامنے آئیں گے۔
کوانٹم کمپیوٹنگ موجودہ کمپیوٹر ٹیکنالوجی کے میدان میں ایک اہم پیشرفت ہے۔ اگرچہ اس میں ابھی کئی چیلنجز موجود ہیں، لیکن سائنسدان اور ماہرین اسے مستقبل کی کمپیوٹر ٹیکنالوجی کے طور پر دیکھ رہے ہیں۔ اس کی غیر معمولی صلاحیتوں سے فائدہ اٹھانے کے لیے مسلسل تحقیق اور ترقی کی ضرورت ہے۔
محمد عمران راجہ
( یہ مضمون عام معلومات پر مبنی ہے اور اسے مختلف ذرائع سے لیا گیا ہے تاکہ اس موضوع پر مکمل اور بھروسے مند معلومات فراہم کی جا سکیں۔ )
حوالہ: technologyreview.com , ieeexplore.ieee.org , some other trusted Sources
