حالیہ برسوں میں، یونیورسل کوانٹم کمپیوٹرز سے متعلق واقعات اکثر اخبارات میں شائع ہوتے رہے ہیں۔ IBM (International Business Machines)، Google، اور Intel جیسی کمپنیاں یہ اعلان کرنے کے لیے دوڑ پڑی ہیں کہ انہوں نے زیادہ تعداد میں qubits، لیکن درجنوں یا اس سے بھی بڑی تعداد میں qubits مکمل کر لیے ہیں۔ اگر کوئی مکمل باہمی ربط نہیں ہے، درستگی ناکافی ہے اور غلطیوں کو درست نہیں کیا جا سکتا، عام مقصد کوانٹم کمپیوٹنگ کا حصول اب بھی مشکل ہے۔
اس کے برعکس، کوانٹم کمپیوٹنگ کا تخروپن پیچیدہ کوانٹم اصلاحات پر انحصار کیے بغیر فوری طور پر کوانٹم سسٹم سافٹ ویئر بنا سکتا ہے۔ کوانٹم کمپیوٹنگ کی تقلید کے لیے ایک طاقتور اصلاحی الگورتھم کے مرکز کے طور پر، دو جہتی خلا میں کوانٹم واک کوانٹم ایوولوشن اسپیس میں آپسی کپلنگ کوفیشینٹ ڈرینج میٹرکس سے خصوصی حسابات کے روزمرہ کے کاموں سے مماثل کر سکتی ہے۔ جب کوانٹم ایوولوشن مینجمنٹ سسٹم کو کافی بڑا بنایا جا سکتا ہے اور اسے لچکدار طریقے سے ڈیزائن کیا جا سکتا ہے، تو اسے بہت سے اصلاحی الگورتھم اور حساب کتاب کے کاموں کو مکمل کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، جو روایتی کمپیوٹرز سے کہیں بہتر کارکردگی دکھاتا ہے۔
کوانٹم چپ موجودہ مربوط سرکٹ چپ سے کیسے مختلف ہے؟
کوانٹم چپس کوانٹم کمپیوٹنگ کرتے ہیں، جبکہ ڈیٹا انٹیگریٹڈ سرکٹ چپس ڈیٹا کیلکولیشن کرتے ہیں۔ دونوں چپس مختلف ہیں۔
ڈیٹا انٹیگریٹڈ سرکٹ چپ میں، بائنری الگورتھم میں ہائی اور لو پاور فریکوئنسیز 0 اور 1 کی نمائندگی کرتی ہیں، اور ٹرانزسٹرز اور MOS ٹرانزسٹرز پر مشتمل لاجک گیٹس کو منطقی کارروائیوں کو انجام دینے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
مربوط سرکٹ چپس کے برعکس، کوانٹم چپس کو کوانٹم کیلکولیشن کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ دو مختلف کوانٹم سٹیٹس |0> اور |1> کوانٹم آپٹیمائزیشن الگورتھم میں 0 اور 1 کی نمائندگی کریں۔ کوانٹم چپس کے ذریعہ کئے جانے والے کوانٹم کیلکولیشن میں بھی رشتہ دار کوانٹم لاجک گیٹ ہونا ضروری ہے، ڈیجیٹل سرکٹ ڈیزائن کے مقابلے میں، سپرپوزیشن اسٹیٹ کیلکولیشن اور سپرپوزیشن اسٹیٹ اسٹوریج کو انجام دے سکتا ہے۔
یہاں، میں بنیادی طور پر سپرپوزیشن حالت کے حساب اور ذخیرہ کی وضاحت کروں گا۔
ایک فنکشن f(x) کے لیے، ہمیں 100 x اقدار لانے اور 100 نتائج حاصل کرنے کی ضرورت ہے۔ میں پوچھنا چاہوں گا کہ کتنی بار ناپا جانا چاہیے؟
کلاسک حساب میں، جواب بہت آسان ہے. یہ 100 بار شمار ہوتا ہے اور ایک بار x قدر کے ساتھ شمار ہوتا ہے۔
تاہم، کوانٹم چپ کے حساب کتاب میں، اسے صرف ایک بار شمار کرنے کی ضرورت ہے۔
کیونکہ کوانٹم چپ کے حسابی مرحلے میں، پیمائش کا ماڈیول ایک کوانٹم سٹیٹس پر مشتمل ایک کوئبٹ ہے، اس لیے تمام x ویلیوز کو کوانٹمائز کیا جاتا ہے، اور 100 x اقدار کو مخلوط حالت میں جمع کیا جا سکتا ہے، جس کے بعد کوانٹم چپ میں ایک بار ناپا جاتا ہے۔ . 100 نتائج کی مخلوط حالت حاصل کی جا سکتی ہے، اور پھر ایک خاص درست پیمائش کے ذریعے، x قدر سے مماثل نتیجہ حاصل کیا جا سکتا ہے۔
پھر متعلقہ سپرپوزیشن اسٹیٹ اسٹوریج کو سمجھنا آسان ہے۔ ہم 100 سٹوریجز کے بجائے سٹوریج کے لیے 100 x ویلیوز کو ایک حالت میں ملا سکتے ہیں۔
اب جبکہ کوانٹم چپس اور انٹیگریٹڈ سرکٹ چپس مکمل طور پر مختلف حسابات انجام دیتے ہیں، مناسب اجزاء کے درمیان فرق اور بھی بڑھ جاتا ہے۔ کوانٹم چپ کی برتری کا انحصار بہت سی ابتدائی اقدار کے لیے کوانٹم سٹیٹس کے جمع ہونے پر ہوتا ہے، جس سے حساب کی کارکردگی بہتر ہوتی ہے۔
کون سا فوٹوونک چپ یا کوانٹم چپ بہتر ہے؟
فوٹوونک چپ اور کوانٹم چپ دو تعریفیں ہیں، اور ہائی اور لو کے درمیان کوئی فرق نہیں ہے۔ فوٹوونک چپ سیمی کنڈکٹر مواد کی روشن ٹکنالوجی کا استعمال کرتی ہے تاکہ مسلسل لیزر لائٹ پیدا کرنے اور دوسرے سلیکون فوٹوونک اجزاء کو فروغ دے سکے۔ کوانٹم چپ سلیکون چپ پر کوانٹم روٹ کو مربوط کرتی ہے، اس طرح کوانٹم انفارمیشن ریسورس مینجمنٹ کے کردار کو انسٹال کرتی ہے۔
فوٹوونک چپ انڈیم فاسفائیڈ کی چمکیلی خصوصیات اور سلکان آپٹیکل راؤٹرز کی کام کرنے کی صلاحیت کو ایک ہی ہائبرڈ چپ میں ضم کر سکتی ہے۔ جب کرنٹ کو انڈیم فاسفائیڈ میں شامل کیا جاتا ہے، تو مونو کرسٹل لائن سلکان چپ میں داخل ہونے والی روشنی کی لہریں متعارف کرائی جاتی ہیں، جس کے نتیجے میں مسلسل اس قسم کا لیزر دوسرے سلیکون فوٹوونک اجزاء کو چلا سکتا ہے۔
مونو کرسٹل لائن سلیکون ویفرز پر مبنی اس قسم کے لیزر آلات سے فوٹوونک چپس کو کمپیوٹر میں زیادہ عام استعمال کیا جا سکتا ہے، اور بڑے پیمانے پر سلکان پر مبنی پروڈکشن ٹیکنالوجی کے انتخاب کی وجہ سے فوٹوونک چپس کی لاگت کو بہت کم کیا جا سکتا ہے۔ کوانٹم چپس کی تشکیل کوانٹم کمپیوٹرز کی ترقی سے منسوب ہے۔ صنعتی ڈھانچے کی کمرشلائزیشن اور اپ گریڈ کو مکمل کرنے کے لیے، کوانٹم کمپیوٹرز کو انضمام کا راستہ اختیار کرنا چاہیے۔ سپر کنڈکٹر سسٹم سافٹ ویئر، سیمی کنڈکٹر میٹریل کوانٹم ڈاٹ سسٹم سوفٹ ویئر، مائیکرو اسٹرکچر فوٹوونکس سسٹم سافٹ ویئر، اور یہاں تک کہ جوہری اور مثبت آئن سسٹم سبھی چپس کا راستہ اختیار کرنا چاہتے ہیں۔
چپ روڈ کے ترقی کے رجحان کے نقطہ نظر سے، سپر کنڈکٹر کوانٹم چپ سسٹم تکنیکی طور پر دوسرے فزکس سسٹمز سے آگے ہے۔ روایتی سیمی کنڈکٹر چپ مواد، یعنی کوانٹم ڈاٹ سسٹم سافٹ ویئر بھی دریافت کرنے کی ہر کسی کی کوششوں کا مجموعی مقصد ہے۔ سیمی کنڈکٹر چپ مادی صنعت کی ترقی طویل عرصے سے کامل رہی ہے۔ مثال کے طور پر، ایک بار جب سیمی کنڈکٹر مواد کی کوانٹم چپ فالٹ ٹولرنٹ میکانزم کوانٹم چپ کیلکولیشن کی حد کی قدر کو ڈیکوہرنس ٹائم اور ہیرا پھیری کی درستگی کے لحاظ سے بڑھا دیتی ہے، تو امید کی جاتی ہے کہ روایتی سیمی کنڈکٹر چپ صنعتی پیداوار کے موجودہ نتائج کو مربوط کیا جائے گا۔ منصوبے کے اخراجات کو کم کرنے کے لیے۔
