کیا کوئی کلاسیکل کمپیوٹر بتا سکتا ہے کہ کیا کوانٹم کمپیوٹر سچ کہہ رہا ہے؟ - طبیعیات کی دنیا

کوانٹم کمپیوٹر ایسے مسائل کو حل کرسکتے ہیں جو کلاسیکی مشینوں کے لیے ناممکن ہوں گے، لیکن یہ صلاحیت ایک انتباہ کے ساتھ آتی ہے: اگر کوانٹم کمپیوٹر آپ کو جواب دیتا ہے، تو آپ کو کیسے معلوم ہوگا کہ یہ درست ہے؟ یہ خاص طور پر دباؤ ہے اگر آپ کو کوانٹم کمپیوٹر تک براہ راست رسائی نہیں ہے (جیسا کہ کلاؤڈ کمپیوٹنگ میں)، یا آپ اسے چلانے والے شخص پر بھروسہ نہیں کرتے ہیں۔ آپ یقیناً اپنے کوانٹم پروسیسر سے حل کی تصدیق کر سکتے ہیں، لیکن ہر ایک کے پاس ہاتھ نہیں ہے۔

تو، ایک کے لئے ایک طریقہ ہے؟ کلاسیکی کوانٹم کمپیوٹیشن کے نتائج کی تصدیق کرنے کے لیے کمپیوٹر؟ آسٹریا کے محققین کا کہنا ہے کہ جواب ہاں میں ہے۔ یونیورسٹی آف انسبرک، آسٹرین اکیڈمی آف سائنسز اور الپائن کوانٹم ٹیکنالوجیز GmbH میں کام کرتے ہوئے، ٹیم نے تجرباتی طور پر مہادیو کے پروٹوکول کے نام سے ایک عمل کو انجام دیا، جو کہ نام نہاد پوسٹ کوانٹم محفوظ افعال پر مبنی ہے۔ ان افعال میں ایسے حسابات شامل ہوتے ہیں جو کہ کوانٹم کمپیوٹر کے ٹوٹنے کے لیے بہت پیچیدہ ہوتے ہیں، لیکن ایک "ٹریپ ڈور" کے ساتھ جو صحیح کلید کے ساتھ کلاسیکی مشین کو آسانی سے حل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ ٹیم کا کہنا ہے کہ یہ ٹریپ ڈور حسابات صرف ایک کلاسیکی مشین کا استعمال کرتے ہوئے کوانٹم کمپیوٹیشن کی قابل اعتمادی کی تصدیق کر سکتے ہیں۔

ایماندار باب؟

یہ سمجھنے کے لیے کہ پروٹوکول کیسے کام کرتا ہے، فرض کریں کہ ہمارے پاس دو فریق ہیں۔ ان میں سے ایک، روایتی طور پر ایلس کے نام سے جانا جاتا ہے، ٹریپ ڈور کی معلومات رکھتا ہے اور اس بات کی تصدیق کرنا چاہتا ہے کہ کوانٹم کمپیوٹیشن درست ہے۔ دوسرے، جسے باب کے نام سے جانا جاتا ہے، کے پاس ٹریپ ڈور کی معلومات نہیں ہے، اور اسے یہ ثابت کرنے کی ضرورت ہے کہ اس کے کوانٹم کمپیوٹر کے حسابات پر بھروسہ کیا جا سکتا ہے۔

پہلے قدم کے طور پر، ایلس باب کو سنبھالنے کے لیے ایک مخصوص کام تیار کرتی ہے۔ باب پھر نتائج کی اطلاع ایلس کو دیتا ہے۔ ایلس اس نتیجے کی تصدیق خود کوانٹم کمپیوٹر سے کر سکتی ہے، لیکن اگر وہ کلاسیکل استعمال کرنا چاہتی ہے، تو اسے باب کو مزید معلومات دینے کی ضرورت ہے۔ باب اس معلومات کو اپنے کئی اہم کوانٹم بٹس (یا کوئبٹس) کو اضافی کوانٹم بٹس کے ساتھ الجھانے کے لیے استعمال کرتا ہے۔ اگر باب کچھ qubits پر پیمائش کرتا ہے، تو یہ باقی کیوبٹس کی حالت کا تعین کرتا ہے۔ اگرچہ باب کو پیمائش سے پہلے کیوبٹس کی حالت کا علم نہیں ہے، لیکن ایلس، اپنے ٹریپ ڈور حسابات کی بدولت، ایسا کرتی ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ ایلس باب سے کوئبٹس کی حالت کی تصدیق کرنے کے لیے کہہ سکتی ہے اور اس کے جواب کی بنیاد پر فیصلہ کر سکتی ہے کہ آیا اس کا کوانٹم کمپیوٹر قابل اعتماد ہے۔

ایلس کو راحت ملی

ٹیم نے اس پروٹوکول کو کوانٹم پروسیسر پر چلایا جو آٹھ پھنسے ہوئے استعمال کرتا ہے۔ ⁴⁰Ca⁺ آئنوں کو qubits کے طور پر. باب جو پیمائش کرتا ہے وہ کوئبٹس کی کوانٹم حالتوں کی توانائی سے متعلق ہے۔ پس منظر کے شور سے اوپر ایک سگنل حاصل کرنے کے لیے، محققین نے ہر ڈیٹا پوائنٹ کے لیے 2000 بار پروٹوکول چلایا، بالآخر ثابت ہوا کہ باب کے جوابات پر بھروسہ کیا جا سکتا ہے۔

محققین اپنے مظاہرے کو تصور کا ثبوت قرار دیتے ہیں اور تسلیم کرتے ہیں کہ اسے عملی شکل دینے کے لیے مزید کام کرنے کی ضرورت ہے۔ مزید برآں، ایک مکمل، محفوظ تصدیق کے لیے 100 سے زیادہ کیوبٹس کی ضرورت ہوگی، جو آج کے بیشتر پروسیسرز کے لیے گنجائش سے باہر ہے۔ کے مطابق باربرا کراؤس، ٹیم کے قائدین میں سے ایک اور اب جرمنی کی ٹیکنیکل یونیورسٹی آف میونخ میں کوانٹم الگورتھم کے ماہر ہیں، یہاں تک کہ پروٹوکول کا آسان ورژن بھی لاگو کرنا مشکل تھا۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ کوانٹم کمپیوٹیشن کے آؤٹ پٹ کی تصدیق کرنا کمپیوٹیشن کے مقابلے میں تجرباتی طور پر بہت زیادہ محنت طلب ہے، کیونکہ اس کے لیے مزید کیوبٹس کو الجھانے کی ضرورت ہوتی ہے۔

بہر حال، دکھایا گیا پروٹوکول مکمل تصدیق کے لیے درکار تمام اقدامات پر مشتمل ہے، اور محققین اسے مزید تیار کرنے کا ارادہ رکھتے ہیں۔ کراؤس بتاتا ہے، "کوانٹم کمپیوٹیشنز اور سمولیشنز کی تصدیق سے متعلق ایک اہم کام اعلیٰ حفاظتی سطح کے ساتھ عملی تصدیقی پروٹوکول تیار کرنا ہے۔" طبیعیات کی دنیا.

اینڈرو گیورگیوسویڈن میں چلمرز یونیورسٹی آف ٹیکنالوجی کے کوانٹم کمپیوٹنگ ماہر جو اس تحقیق میں شامل نہیں تھے، اسے عام کوانٹم کمپیوٹنگ کی تصدیق کرنے کے قابل ہونے کی طرف ایک اہم پہلا قدم قرار دیتے ہیں۔ تاہم، وہ نوٹ کرتا ہے کہ یہ فی الحال صرف ایک سادہ، ایک کوبٹ کمپیوٹیشن کی تصدیق کے لیے کام کرتا ہے جسے ایک عام لیپ ٹاپ کے ساتھ دوبارہ تیار کیا جا سکتا ہے۔ پھر بھی، وہ کہتے ہیں کہ یہ بڑے حسابات تک پہنچنے کی کوشش کے چیلنجوں کے بارے میں بصیرت پیش کرتا ہے۔

تحقیق میں ظاہر ہوتا ہے کوانٹم سائنس اور ٹیکنالوجی.

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ای ایس جی۔ کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ہیلتھ۔ بائیوٹیک اینڈ کلینیکل ٹرائلز انٹیلی جنس۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/can-a-classical-computer-tell-if-a-quantum-computer-is-telling-the-truth/