کوانٹم کمپیوٹرز کے ساتھ واقعی کیا ہو رہا ہے؟

میں دو دہائیوں سے کوانٹم کمپیوٹرز کو قریب سے پیروی کر رہا ہوں اور میں نے پچھلے کچھ دنوں میں بہت سی بڑی کوانٹم کمپیوٹر کمپنیوں کے ساتھ ملاقاتیں کیں، بات چیت اور پیشکشیں سنیں اور Q2B کانفرنس میں کئی سرکاری ایجنسیوں اور گروپوں کے نمائندوں کی سماعت کی۔ کاروبار)۔

میں نے اس معلومات کو چند اہم نکات میں کم کر دیا ہے تاکہ لوگ سمجھ سکیں کہ چیزیں کہاں ہیں اور کہاں جا رہی ہیں۔

کیا کوانٹم کمپیوٹر مستقبل میں قدر فراہم کریں گے؟
قریبی مدت میں کتنی قدر ممکن ہے؟
اب قابل استعمال کوبٹ لیولز کیا ہیں؟
کوانٹم کمپیوٹر اب ریگولر سپر کمپیوٹرز سے کیسے موازنہ کرتے ہیں؟
کیا ہم ایک مختلف مرحلے کو منتقل کر رہے ہیں؟

کوانٹم کمپیوٹرز سے قیمت حاصل کرنے کے لیے کمپنی کو کیا کرنے کی ضرورت ہوگی؟

میں نے درجنوں پریزنٹیشنز اور سینکڑوں سلائیڈز کو دیکھا۔ یہ ایک اہم گراف ہے جو اس بارے میں بہت کچھ بتاتا ہے کہ کوانٹم کمپیوٹرز کے ساتھ چیزیں کہاں ہیں۔ آپ کو اس گراف کو دیکھنے میں کچھ وقت گزارنا ہوگا۔ X، افقی محور پر، آپ کو کیوبٹ شمار نظر آتے ہیں۔ Y، عمودی محور پر، آپ کو کامیاب جواب ملنے کا امکان نظر آتا ہے۔ 8 qubits کے نیچے آپ کو کامیابی کے تقریباً 10% امکانات نظر آتے ہیں۔
12-13 qubits پر آپ جوابات حاصل کرنے میں کامیابی کے 0.1% امکانات کو دیکھ رہے ہیں۔

نئی فائر اوپل، اے آئی اور ہارڈ ویئر اچھی کیوبٹس کی آگاہی میپنگ۔ غلطی کو دبانے کا یہ نظام 16% (24 میں 10) سے کم ہونے کی بجائے 0.01-1 کیوبٹس کے ساتھ کامیابی کے امکانات کو 10,000% تک پہنچنے دیتا ہے۔ ذیل میں صحیح جواب تلاش کرنے کی مثالیں ہیں۔ جوابات کی صحیح تقسیم بائیں طرف ہے اور جو ملا ہے وہ دائیں طرف ہے۔ ابتدائی طور پر فائر اوپل کے بغیر، غلطی اور شور کے سمندر میں درست تقسیم نہیں مل سکتی۔

لیکن فائر اوپل کے کوانٹم ہارڈویئر کے کوئبٹس کے ساتھ تعامل کا انتظام کرنے کے ساتھ، ہم بصری طور پر دیکھ سکتے ہیں کہ ہم اصل میں موجود چیز کے بہت قریب پہنچ رہے ہیں۔

Q-ctrl کے پاس بلیک اوپل کے ذریعے تقریباً $20/ماہ کے آن لائن کورسز ہیں۔ کوئی پابند شخص تقریباً ایک سال میں مواد کے ذریعے ایک سرٹیفکیٹ حاصل کر سکتا ہے جس سے وہ کوانٹم کمپیوٹنگ انڈسٹری میں مفید طور پر ملازمت کرنے کے قابل ہو سکتا ہے۔

فائر اوپل کو مفت میں آزمایا جا سکتا ہے اور یہ ابتدائی تجربات کے لیے دستیاب کلاؤڈ تک رسائی والے کوانٹم کمپیوٹر ہیں۔

کوانٹم کمپیوٹرز کے ساتھ کیا ہو رہا ہے اور کیا ہو رہا ہے اس کے بارے میں مزید جاننے کے لیے میں دوسرے مضامین بناؤں گا۔ بہت سے امید افزا طریقے ہیں جو صنعت کو پیش رفت کے قابل بنا سکتے ہیں۔

ہم فی الحال تحقیق کے سیکھنے اور دریافت کرنے کے مرحلے میں ہیں اور کچھ تحقیق بہتر اور مفید نتائج حاصل کرنے کے لیے ینالاگ اور کلاسیکل کمپیوٹنگ کا استعمال کرتے ہوئے کوانٹم اور فزکس سے متاثر نقطہ نظر کو قابل بناتی ہے۔ کوانٹم کمپیوٹنگ کو پیمانے پر حل کرنے کی کوشش اور چیلنج اسپن آف سائنسی فوائد دے رہا ہے۔ ان میں سے کچھ نئی بصیرتیں قابل قدر ہیں۔

ہم بہت سارے کام سے 1-15 qubits پر اور کچھ کام 25 qubits یا اس سے زیادہ اور بڑے qubit سسٹم کے ساتھ کچھ تجربات اور کوششیں کر رہے ہیں۔ ہم ایک ایسے مرحلے میں داخل ہو رہے ہیں جہاں 15-25 کیوبٹس پر باقاعدہ اور مفید کام ہو رہا ہے۔ کوانٹم سسٹم کی نقل کرنے والے باقاعدہ سپر کمپیوٹر بھی موجود ہیں۔ یہ 39 qubits پر ہو رہا ہے. تاہم، 39 کیوبٹس سپر کمپیوٹر کے وسائل ہیں۔ چھوٹے اصلی کوانٹم سسٹمز تک رسائی آسان اور سستی ہے۔ مہنگے ہارڈ ویئر پر بڑے پیمانے پر رنز بنانے کی کوشش کرنے سے پہلے سستے چھوٹے سسٹمز کے ساتھ الگورتھم اور دیگر طریقوں کو مکمل کرنے میں بہت زیادہ کام کرنے کی ضرورت ہے۔ یہ سپر کمپیوٹر پر کوشش کرنے سے پہلے کمپیوٹر سرور ورک سٹیشن پر کام کرنے جیسا ہے۔

سوالات کے ارد گرد بہت زیادہ ریسرچ اور مطالعہ بھی ہے۔ ہم یہ جاننا چاہتے ہیں کہ حقیقی اچھے سوالات کیا ہیں اور ہم انسانی تجزیہ کا استعمال کرتے ہوئے سوالات کو کیسے توڑ سکتے ہیں تاکہ حقیقی کوانٹم پر صرف وہی مشکل حصہ ہو جس کو حقیقی کوانٹم کی ضرورت ہو۔ ہم باقاعدہ کمپیوٹرز اور 'جعلی کوانٹم' سمولیشن سسٹمز پر آزما سکتے ہیں۔

جب ہم آخر کار کامیابیاں حاصل کر لیں گے تو بہت بڑے نظاموں کا مرکب ہو گا۔ 300+ qubits photonic annealers، 1000+ qubits پر سپر کنڈکٹنگ سسٹمز، شاید ہزاروں اور لاکھوں کیوبٹس اور یہ سب غلطیوں کی تخفیف، غلطی کو دبانے اور شاید غلطی کی اصلاح کے مختلف درجے ہوں گے۔ یہاں تک کہ جب ہارڈ ویئر آجائے گا، تب بھی ہم واقعی مشکل مسائل کو سمجھنے اور ان کی تصدیق کرنے کے لیے تمام ٹولز کا استعمال کریں گے، سوالات کا تعین کریں گے اور ان سوالات اور ممکنہ جوابات پر حملہ کرنے کے لیے صحیح طریقہ اختیار کریں گے۔

راستے میں لاگت اور فائدے کی تجارت اور قدر کا تجزیہ ہوگا۔

یہ جینوم کی ترتیب کی طرح ہے۔ ابتدائی طور پر اس کی لاگت $3 بلین تھی لیکن پھر یہ گھٹ کر $100 پر آ گئی اور زیادہ درست ہو گئی۔ کئی دہائیاں لگیں۔ پھر ہمیں ڈیٹا کو استعمال کرنے اور اسے معلومات میں تبدیل کرنے کا طریقہ سیکھنا تھا اور پھر بصیرت حاصل کرنا اور پھر نتائج حاصل کرنا تھا۔

یہ WW2 نازی اینیگما کوڈ کو کریک کرنے جیسا بھی ہے۔ آپ کے پاس بلیچلی میں ہزاروں کوڈ بریکرز ہیں اور واقعی ہوشیار لوگ ہیں جو مسئلے کو حل کرنے اور برسوں کے دوران سمجھ کو آگے بڑھانے اور اس مسئلے کو مزید قابل عمل بنانے کا طریقہ تلاش کرنے پر کام کر رہے ہیں۔

اگر مسائل انتہائی مشکل اور انتہائی قیمتی نہیں ہیں تو پھر کوانٹم کمپیوٹرز کی کوئی ضرورت اور کوئی فائدہ نہیں ہوگا۔

ایک اندازے کے مطابق نیچر کوانٹم کمپیوٹر انڈسٹری کی مالیت 850 بلین ڈالر سالانہ ہو سکتی ہے جو کہ 20 بلین ڈالر کی ہائی پرفارمنس کمپیوٹر انڈسٹری سے 40 گنا زیادہ ہے۔ تاہم، یہ تعداد ایک اندازہ ہے. کون جانتا ہے کہ جب آپ ان بڑے سوالات کو حل کر سکتے ہیں جن کا جواب دینا اب ناممکن ہے تو اس کی کیا قیمت ہے؟

وہ لوگ جو کہتے ہیں کہ کوانٹم کمپیوٹر تمام ہائپ ہیں اور کوانٹم کمپیوٹنگ کی یہ کوشش ناکام ہو جائے گی۔ ایمیزون، آئی بی ایم، یو ایس ایئر فورس ریسرچ لیب اور بہت سے دوسرے لوگوں کے پاس وسائل اور صبر اور قیام کی طاقت ہے کہ وہ ان مسائل کو کام کرتے رہیں اور حوصلہ رکھتے ہیں اور سیکھنے اور سفر اور کوشش کی قدر کرتے ہیں۔