کوانٹم ٹکنالوجی کے اندر اسکوپ: کوانٹم کمپیوٹنگ اور کلاؤڈ

"ہم بادل میں کوانٹم آلات کی تعداد میں مسلسل اضافہ دیکھتے ہیں،" ڈاکٹر نے وضاحت کی۔ گوکل سبرامنیم روی، شکاگو یونیورسٹی میں پوسٹ ڈاکٹریٹ محقق۔ راوی نے کلاؤڈ بیسڈ کوانٹم کمپیوٹنگ کا مطالعہ کیا ہے اور یہاں تک کہ شائع کیا ہے۔ ایک کاغذ سروس پر. "مستقبل قریب میں عملی کوانٹم فائدہ حاصل کرنے کے لیے ایپلی کیشن اسٹیک میں کام کرنے والوں سے لے کر حقیقی عادات بنانے والوں تک ہم آہنگی کی ضرورت ہوگی۔ بادل میں کوانٹم اس ہم آہنگی کو حاصل کرنے کے لئے سب سے اہم اقدامات میں سے ایک ہے۔ جیسا کہ کلاؤڈ صارفین کو جانچنے، چلانے اور چلانے کا ایک طریقہ پیش کرتا ہے۔ پروگرام کوانٹم کمپیوٹرز دور سے، یہ بہت سی کوانٹم کمپیوٹنگ کمپنیوں کے لیے چھان بین کے لیے ایک پرکشش آپشن ہے۔ "مستقبل قریب میں، کوانٹم کمپیوٹنگ ایک کمپیوٹ کا وسیلہ نہیں ہوگا جو آن پریمیسس فراہم نہیں کیا جا سکتا،" وضاحت کی۔ تشار متل، سینئر کوانٹم پروڈکٹ مینیجر، پر آئی بی ایم کلاؤڈ. "اس میں انتظامی پیچیدگیاں ہیں جو کلاسیکی کمپیوٹنگ کی تعیناتی کے لیے موجود نہیں ہیں، جیسے کرائیوجینک ماحول میں فعال کیلیبریشن۔ یہاں تک کہ پریم کی طرح کی تعیناتیاں اسٹینڈ اکیلے بکس نہیں ہیں- وہ اب بھی خدمات کی گنتی کے لیے مقامی طور پر منظم ہیں۔ اس کو دیکھتے ہوئے، کلاؤڈ ہمیں مزید بدیہی اور لچکدار رسائی کے ماڈل فراہم کرنے کی اجازت دیتا ہے جو صارفین تک کمپیوٹ تک رسائی کو پیمانے پر فراہم کر سکتے ہیں۔ تاہم، کلاؤڈ سروسز کی بڑھتی ہوئی مانگ کی وجہ سے، طویل انتظار کے اوقات ہوتے ہیں اور ملازمتیں مکمل کرنے میں تاخیر ہوتی ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ کوانٹم کمپیوٹنگ اور کلاؤڈ کو زیادہ وسیع پیمانے پر اپنانے سے پہلے کچھ بہتری لانی ہوگی۔

کلاؤڈ، انٹرنیٹ پر چلنے والے ریموٹ نیٹ ورکنگ سرورز کا ایک نظام، صارفین کے لیے بہت سی خدمات پیش کرتا ہے۔ ذخیرہ کرنے سے لے کر باہمی تعاون کے منصوبوں تک، کلاؤڈ کو عالمی سطح پر بہت سی کمپنیاں اس کی لچک اور استعداد کے لیے استعمال کرتی ہیں۔ اصل انٹرفیس خود کافی پیچیدہ ہوسکتا ہے۔ "بنیادی اہمیت یہ ہے کہ صارف سمجھتا ہے کہ کوانٹم کمپیوٹر کے ساتھ انٹرفیس کرنے کے لیے کلاسیکی کلاؤڈ کمپیوٹرز کے مقابلے میں ایک اور پروگرامنگ لینگویج کی ضرورت ہوتی ہے،" وضاحت کی۔ کوئٹیک کوانٹم کمپیوٹنگ ڈویژن کے انجینئرنگ لیڈ، رچرڈ ورسلوس. "یہ زبان، زیادہ تر صورتوں میں ایک کوانٹم اسمبلی لینگویج (یا QASM) براہ راست صارف کے ذریعے لکھی جاتی ہے، جسے اعلیٰ سطح کی زبان سے مرتب کیا جاتا ہے یا کوانٹم کمپیوٹرز کے لیے موزوں خصوصی ویب ایڈیٹر، ترمیم کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔" یہ حال ہی میں ہوا ہے کہ کوانٹم کمپیوٹنگ نے کلاؤڈ کا فائدہ اٹھانا شروع کیا ہے، جیسا کہ کمپنی کے پلیٹ فارمز جیسے مائیکروسافٹ کے Azure کوانٹم, Zapata کی آرکیسٹرا، اور AWS' بریکٹ کوانٹم کمپیوٹنگ تک مزید رسائی فراہم کریں۔ "کوانٹم مشینیں نایاب اور مہنگے وسائل ہیں،" روی نے کہا۔ "فوری اور درمیانی مستقبل میں، توقع یہ ہے کہ کوانٹم مشینوں کے زیادہ تر صارفین، اکیڈمیا اور صنعت دونوں سے، کلاؤڈ پیشکش کے ذریعے کوانٹم مشینوں تک رسائی حاصل کریں گے۔ نہ صرف کلاؤڈ پر مشینیں مسلسل تعداد میں بڑھ رہی ہیں، بلکہ وہ اپنے سافٹ ویئر سپورٹ اور ہارڈ ویئر کی صلاحیتوں کے لحاظ سے بھی مسلسل اپ ڈیٹ ہوتی رہتی ہیں تاکہ صارفین بہترین سسٹمز پر جدید تجربات کر سکیں جو مختلف وینڈرز پیش کرتے ہیں، جو کہ کوانٹم فرنٹیئرز کی تیز رفتار ترقی کے لیے ضروری ہے۔ کوانٹم کمپیوٹنگ کو مزید قابل رسائی بنانے کے لیے کلاؤڈ کی صلاحیت مستقبل کے کوانٹم ورک فورس کو تربیت دینے میں مدد کرنے میں اثرانداز ہو سکتی ہے، کیونکہ زیادہ افراد کو اس تک رسائی حاصل ہے: ٹیکنالوجی۔ کورسز جیسے IBM کی Qiskit افراد کو کوانٹم کمپیوٹنگ اور کلاؤڈ کے ساتھ حقیقی نتائج کے ساتھ تعامل کے مواقع فراہم کرتے ہیں۔ Versluis نے مزید کہا کہ: "یہ طلباء تک رسائی فراہم کرتا ہے، بلکہ (کمپنی) محققین کو بھی۔ یہ کوانٹم کمپیوٹرز کو دنیا کے دوسرے کمپیوٹرز جیسے سپر کمپیوٹرز سے جوڑنے کا طریقہ کار بھی فراہم کرتا ہے۔

کلاؤڈ بیسڈ کوانٹم کمپیوٹنگ ہائبرڈ ماڈلز کے ساتھ زیادہ لچک پیش کرتی ہے اور صارفین کو مختلف قسم کے کوانٹم کمپیوٹنگ ہارڈویئر کو آزمانے کی اجازت دیتی ہے۔ متل کے مطابق: "لچکدار رسائی کے ماڈلز کے علاوہ، کلاؤڈ خدمات فراہم کرنے کا ایک طریقہ بھی کھولتا ہے جو صارفین کو بہتر کارکردگی کے لیے ورک فلو کو دوبارہ انجینئر کرنے کے لیے لچکدار، کلاسیکی کمپیوٹنگ کے ساتھ ساتھ کوانٹم کمپیوٹنگ خدمات استعمال کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ IBM فی الحال ایسے اوزار تیار کر رہا ہے تاکہ صارفین کو ان وسائل کی آرکیسٹریشن اور ان طریقوں کے ساتھ تجربہ کرنے کی اجازت دی جائے جن کے لیے اس طرح کے فن تعمیر کی ضرورت ہوتی ہے۔

ان لوگوں کے لیے جو اپنے کاروبار کے لیے ٹیکنالوجی کا فائدہ اٹھانا چاہتے ہیں، کلاؤڈ کوانٹم کمپیوٹنگ کو مزید سستی بنانے کا ایک طریقہ بھی ہو سکتا ہے۔ جیسا کہ روی نے وضاحت کی: ”بہتر رسائی اب بھی صرف ان اداروں تک رسائی میں آسانی فراہم کرتی ہے جو اسے برداشت کر سکتے ہیں۔ اگرچہ زیادہ تر دکاندار کچھ مقدار میں مفت عوامی رسائی کے ساتھ ساتھ محدود تحقیق کے لیے کریڈٹس کی اجازت دیتے ہیں، لیکن یہ اکثر ان لوگوں کے لیے مکمل R&D کے لیے ناکافی ہوتا ہے جن کے لیے آلہ تک رسائی نہیں ہے۔ کامیابی کے لیے کوانٹم کمپیوٹنگ جیسے ابھرتے ہوئے علاقے کے لیے، ہمیں پوری دنیا میں وسیع پیمانے پر R&D کی ضرورت ہوگی، اور دکانداروں کو اسے ذہن میں رکھنے کی ضرورت ہے، خاص طور پر جب ہر روز طلب میں اضافہ ہوتا جا رہا ہے۔" مزید کمپنیوں کے ساتھ جیسے ڈی وے سسٹمز، کوانٹم کمپیوٹنگ اور کلاؤڈ پیش کرتے ہیں، کلاؤڈ بیسڈ کوانٹم کمپیوٹرز کی تعداد میں اضافہ ہوتا ہے، جس سے دلچسپی رکھنے والی جماعتوں کو انتخاب کرنے کے لیے مزید اختیارات ملتے ہیں، اور آپشنز کو زیادہ سرمایہ کاری مؤثر بناتے ہیں۔

اس کے باوجود کلاؤڈ بیسڈ کوانٹم کمپیوٹنگ کی بڑھتی ہوئی مانگ اس کا زوال بھی ہو سکتی ہے۔ ملازمتوں کو چلانے کے لیے طویل انتظار کے اوقات بعض پلیٹ فارمز کے لیے رکاوٹ پیدا کرتے ہیں۔ "یہاں تک کہ کسی حد تک مراعات یافتہ رسائی کے حامل صارفین کے لیے بھی، مشین تک رسائی کے انتظار کے اوقات اکثر کئی گھنٹے اور بعض اوقات دن بھی ہوسکتے ہیں!" راوی نے چونک کر کہا۔ "یہ خاص طور پر حالیہ پیشکشوں کے لیے درست ہے، جیسے ٹریپڈ آئن مشینیں، جو اعلیٰ معیار کی ہیں لیکن تعداد میں زیادہ محدود ہیں۔" طویل انتظار کے اوقات نہ صرف رکاوٹوں کا باعث بنتے ہیں بلکہ خاص طور پر زیادہ پیچیدہ الگورتھم کے لیے نقصان دہ ہو سکتے ہیں، جیسے تغیراتی کوانٹم الگورتھم، جو، جیسا کہ راوی نے مزید کہا: "قریب مدتی کوانٹم فائدہ ظاہر کرنے کے لیے امید افزا سمجھا جاتا ہے۔ سیکڑوں یا ہزاروں اس طرح کی ترتیب وار ملازمتیں چلانے میں ہفتے لگ سکتے ہیں۔ اس وقت کا وقفہ صنعت اور تحقیق دونوں میں بہت سے لوگوں کے لیے اہم ہے، کیونکہ ہو سکتا ہے کہ ان کی ملازمتیں اس وقت تک متعلقہ نہ ہوں جب تک وہ کلاؤڈ میں پروسیس ہو جائیں، جس سے مزید مشکلات پیدا ہوتی ہیں۔

بہت سے طریقے ہیں جو ان اہم وقفوں کو بہتر بنا سکتے ہیں۔ ایک یہ ہے کہ کلاؤڈ پلیٹ فارم میں مزید کوانٹم کمپیوٹرز شامل کریں۔ چیک آؤٹ لائن میں ایک اور رجسٹر کھولنے کی طرح، یہ مزید ملازمتوں کو منتشر کر سکتا ہے اور انتظار کے مختصر اوقات پیدا کر سکتا ہے۔ متل کا خیال ہے کہ صارفین کو سافٹ ویئر کے بارے میں اپنی توقعات کو تبدیل کرنے کی ضرورت ہے۔ جیسا کہ متل نے وضاحت کی: "ان توقعات کا انتظام کرنا جو ماڈلز اور خدمات تک رسائی حاصل کرتے ہیں جو صارفین کوانٹم کمپیوٹ استعمال کرنے کے لیے استعمال کرتے ہیں، ٹیکنالوجی اور صلاحیتیں پختہ ہونے کے ساتھ ساتھ قدرتی طور پر تیار ہوں گی۔ لیکن روی کا خیال ہے کہ پلیٹ فارم سے ہی حل نکالنے کی ضرورت ہے۔ روی نے کہا، "کمپنیوں نے کلاؤڈ میں اچھی طرح سے مربوط کلاسیکی کوانٹم ہائبرڈ سپورٹ پیش کرنا شروع کر دیا ہے تاکہ ان متعدد پھانسیوں کو ایک واحد صارف کے کام کے طور پر انجام دیا جا سکے۔" "ایک مثال آئی بی ایم کی ہے۔ کسٹ رن ٹائم۔، جو تکراری ایپلی کیشنز کے مطابق مختلف قسم کے تجربات کی حمایت کے لیے اپنی لچک اور حمایت میں مسلسل اضافہ کر رہا ہے، لیکن ابھی بہت طویل سفر طے کرنا باقی ہے۔

Kenna Hughes-Castleberry Inside Quantum Technology اور JILA (یونیورسٹی آف کولوراڈو بولڈر اور NIST کے درمیان شراکت) میں سائنس کمیونیکیٹر کی اسٹاف رائٹر ہے۔ اس کی تحریری دھڑکنوں میں گہری ٹیک، میٹاورس، اور کوانٹم ٹیکنالوجی شامل ہیں۔