بڑے پیمانے پر کوانٹم سرکٹس کی موثر ترکیب - کلاسیک سسٹم کا ایک جائزہ - کوانٹم ٹیکنالوجی کے اندر

کلاسیک پلیٹ فارم پیچیدہ الگورتھم کے لیے بڑے پیمانے پر کوانٹم سرکٹس کی ترکیب کے آسان طریقے پیش کرتا ہے۔ درحقیقت، آپ سرکٹس کو اتنی تیزی سے اور آسانی سے سنتھیسائز کر سکتے ہیں کہ آپ کا ہدف کوانٹم کمپیوٹر ایک غلطی واپس کر دے گا۔ ہوسکتا ہے کہ یہ اتنی گہرائی میں چلنے والے سرکٹس سے "شور" واپس نہ کرے، لیکن غلطیاں بتاتی ہیں کہ یہ سرکٹس بالکل نہیں چل سکتے۔

مسئلہ تین درجوں پر مشتمل ہے۔ یہاں تک کہ چھوٹے کوانٹم سرکٹس کے ساتھ بھی، ہر آپریشن میں غلطی کا امکان ہوتا ہے۔ جیسے جیسے غلطیاں جمع ہوتی ہیں، نتائج تیزی سے بیکار ہو جاتے ہیں۔ جیسے جیسے سرکٹس بڑے ہوتے جاتے ہیں، آپ کو اس حد تک پہنچنے کا خطرہ ہوتا ہے کہ کوانٹم معلومات کو کتنی دیر تک برقرار رکھا جا سکتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ الگورتھم کے پاس مکمل ہونے کا وقت نہیں ہے۔ صرف 20 منٹ کی بیٹری لائف کے ساتھ 5 منٹ کی یوٹیوب ویڈیو دیکھنا چاہتے ہیں۔ تم یہ نہیں کر سکتے۔ آپ کوانٹم کمپیوٹر میں پلگ ان نہیں کر سکتے، نہ ہی آپ ری چارج کر سکتے ہیں اور جاری رکھ سکتے ہیں۔ آپ صرف وقت پر پورا الگورتھم نہیں چلا سکتے۔ اور جیسے جیسے سرکٹس بڑے پیمانے پر ہوتے جاتے ہیں، اکثر ایک مذکورہ بالا غلطی کا پیغام ہوتا ہے جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ کنٹرول سسٹم الگورتھم کو انجام دینے کی کوشش بھی نہیں کرے گا۔

ایسا لگتا ہے کہ کلاسیک ٹیم اب یہ تجویز کر رہی ہے کہ پلیٹ فارم نہ صرف بڑے پیمانے پر سرکٹس کی ترکیب کرتا ہے، بلکہ یہ سب سے زیادہ مقبول کوانٹم کمپیوٹنگ فریم ورک Qiskit سے زیادہ مؤثر طریقے سے کرتا ہے۔ یہ دعویٰ چار وجوہات کی بناء پر اہم ہے: 1) کم سرکٹس گہرے سرکٹس سے زیادہ تیزی سے کام کرتے ہیں، 2) تیز رفتار رن ٹائم اخراجات میں نمایاں طور پر بچت کر سکتے ہیں جب بلنگ رن ٹائم پر مبنی ہو، 3) کم آپریشنز کا مطلب ہے کم غلطیاں جن کی اصلاح کی ضرورت ہوتی ہے، اور 4) کوانٹم کمپیوٹرز کے طور پر بالغ اور بڑے الگورتھم چلا سکتے ہیں، چھوٹے سرکٹس پہلے کارآمد ہوں گے۔

ایک ہے کلاسیک نوٹ بک جو HHL الگورتھم کا استعمال کرتے ہوئے Classiq پلیٹ فارم کا Qiskit سے موازنہ کرتا ہے۔ اگر ہم کارکردگی میں فرق دیکھنا چاہتے ہیں، تو HHL الگورتھم ان اختلافات کو اجاگر کرنے کے لیے کافی بڑا ہے۔

HHL الگورتھم

Harrow–Hassidim–Lloyd الگورتھم، یا HHL الگورتھم، معروف کلاسیکی الگورتھم کے مقابلے میں ایک تیز رفتاری کے ساتھ لکیری مساوات کے نظام کو حل کرنے کا وعدہ کرتا ہے۔ یہ مساوات سائنس اور انجینئرنگ میں وسیع پیمانے پر قابل اطلاق ہیں۔

مسئلہ یہ ہے کہ HHL سرکٹس، یہاں تک کہ چھوٹے کھلونوں کے مسائل کے ساتھ، ناقابل یقین حد تک گہرے ہیں۔ اگر آپ موجودہ کوانٹم کمپیوٹرز پر نتائج کے بجائے سرکٹس کی واپسی کی غلطیوں کا مظاہرہ کرنا چاہتے ہیں، تو اس کے ساتھ کوشش کرنے کے لیے یہ الگورتھم ہے۔ 

کلاسیک نوٹ بک

ہم تین کلیدی میٹرکس کو دیکھ رہے ہیں: مخلصی، سرکٹ کی گہرائی، اور CX شمار۔ وفاداری یہ ہے کہ نتیجہ ایک درست حل کے کتنا قریب ہے۔ سرکٹس کے سائز کی وجہ سے، ہر چیز کا حساب کلاسیکی طور پر کرنا پڑتا ہے۔ سرکٹ کی گہرائی اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ موجودہ کوانٹم کمپیوٹرز کی حدود کو آگے بڑھانے یا اس سے تجاوز کرنے کے لیے تمام آپریشنز کو نافذ کرنے کے لیے کتنے وقت کی ضرورت ہے۔ CX شمار ملٹی کوئبٹ آپریشنز کی تعداد کی نشاندہی کرتے ہیں، کیونکہ یہ غیر معمولی طور پر غلطی کا شکار ہیں۔

کلاسیک سرکٹ بہت کم سرکٹ گہرائی اور بہت کم CX آپریشنز کے ساتھ بہتر وفاداری ظاہر کرتا ہے۔ اگرچہ یہ ابھی بھی چلانے کے لیے بہت زیادہ ہے، لیکن یہ Qiskit کے سرکٹ سے زیادہ کارآمد ہونے کے قریب ہے۔ اہم بات یہ ہے کہ، کلاسیکی طور پر کیلکولیڈ فیڈیلیٹی اس بات پر روشنی ڈالتی ہے کہ Classiq کا سرکٹ صرف چھوٹا نہیں ہے، بلکہ یہ حقیقت میں، اب بھی اس کم سائز میں منتخب مسئلہ کو حل کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ 

فطری شکوک و شبہات

Classiq کی نوٹ بک پر بھروسہ کرنے میں مسئلہ یہ ہے کہ Classiq ٹیم نہ صرف اپنا حل فراہم کرتی ہے بلکہ وہ Qiskit کا حل بھی فراہم کرتی ہے۔ وہ واضح طور پر چاہتے ہیں کہ Classiq پلیٹ فارم اچھا نظر آئے، اس لیے یہ ضروری ہے کہ HHL کے نفاذ کے خلاف ان کے دعوے کی تصدیق کی جائے جو Qiskit استعمال کرتا ہے لیکن اسے Classiq ٹیم نے تیار نہیں کیا تھا۔ 

Qiskit کی نوٹ بک

نفاذ کو تلاش کرنا سب سے آسان ہے۔ Qiskit کا HHL ٹیوٹوریل، جو کلاسیک کے مسئلے کو Qiskit ٹیم کے کوڈ کا استعمال کرتے ہوئے حل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ اس نوٹ بک میں دو نقطہ نظر شامل ہیں، ایک وہ جو بڑے سرکٹس بناتا ہے لیکن زیادہ درست ہے اور دوسرا جو درستگی کی قربانی دے کر چھوٹے سرکٹس تیار کرتا ہے۔ 

نہ صرف کلاسیک سرکٹ تینوں Qiskit سرکٹس سے نمایاں طور پر چھوٹا ہے، بلکہ اسے Qiskit کے Naive اور Tridi سرکٹس سے ایک کم کیوبٹ کی بھی ضرورت ہے۔ 

ان کی اعلی وفاداری کی وجہ سے، Classiq کا Qiskit نفاذ Qiskit Naive نفاذ Qiskit Tridi نفاذ کے مقابلے میں بہتر ہے۔ اگرچہ CX کی گنتی 25% زیادہ ہے، سرکٹ کی گہرائی ایک کم کوبٹ کا استعمال کرتے ہوئے 70% کم ہے۔ اگر ہمارے پاس آج غلطی سے درست شدہ کوانٹم کمپیوٹرز موجود ہیں، تو اس کا مطلب ہے کہ Classiq کا Qiskit کا نفاذ تیزی سے چلے گا اور Qiskit کے اپنے ہائی فیڈیلیٹی نفاذ سے کم ہارڈ ویئر تک رسائی کے اخراجات اٹھائے گا۔

نتیجہ: کلاسیکی ہولڈز اپ

کم از کم اس مخصوص مثال کے لیے، Classiq کا دعویٰ برقرار ہے۔ نہ صرف HHL کو لاگو کرنا آسان ہے، بلکہ سرکٹ کے سائز میں فرق کافی ہے۔ Classiq کا سرکٹ نہ صرف تین Qiskit متبادل سے زیادہ تیزی سے چلے گا بلکہ IBM Quantum کے ذریعے اس کی لاگت بھی کم ہوگی۔ اور جیسے جیسے کوانٹم کمپیوٹنگ ہارڈویئر میں بہتری آتی ہے، کلاسیک کا نفاذ یہاں چار میں سے پہلا کارآمد ہوگا۔

برائن این سیگل ویکس ایک آزاد کوانٹم الگورتھم ڈیزائنر اور ایک آزاد مصنف ہے۔ کوانٹم ٹیکنالوجی کے اندر. وہ کوانٹم کمپیوٹنگ کے شعبے میں اپنی شراکت کے لیے جانا جاتا ہے، خاص طور پر کوانٹم الگورتھم کے ڈیزائن میں۔ اس نے متعدد کوانٹم کمپیوٹنگ فریم ورکس، پلیٹ فارمز اور افادیت کا جائزہ لیا ہے اور اپنی تحریروں کے ذریعے اپنی بصیرت اور نتائج کا اشتراک کیا ہے۔ Siegelwax ایک مصنف بھی ہیں اور اس نے "Dungeons & Qubits" اور "Choose Your Own Quantum Adventure" جیسی کتابیں لکھی ہیں۔ وہ باقاعدگی سے میڈیم پر کوانٹم کمپیوٹنگ سے متعلق مختلف موضوعات کے بارے میں لکھتے ہیں۔ اس کے کام میں کوانٹم کمپیوٹنگ کی عملی ایپلی کیشنز، کوانٹم کمپیوٹنگ پروڈکٹس کے جائزے، اور کوانٹم کمپیوٹنگ کے تصورات پر بات چیت شامل ہے۔

اقسام:
photonics, کمانٹم کمپیوٹنگ

ٹیگز:
برائن سیگل ویکس, کلاسیک, کیسکِٹ, کوئٹہ

• 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://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/efficient-synthesis-of-massive-quantum-circuits-an-overview-of-the-classiq-system/