By سینڈرا ہیسل 13 ستمبر 2022 کو پوسٹ کیا گیا۔
کوانٹم نیوز بریفز آج کا آغاز "IBM کی کوانٹم ریسرچ لیبز کے وزٹ سے متعلق بصیرت" کے ساتھ ہوا، اس کے بعد ڈیوائس سے آزاد QKD (DIQKD) تحقیق جو ہیکنگ کو ناکام بنا دے گی۔ اور تیسرا کوانٹم ٹیک اور مزید کے لیے الٹراتھین 'میٹا سرفیس' ڈیوائس تیار کرنے والے محققین کے بارے میں ایک رپورٹ۔
IBM کی کوانٹم ریسرچ لیبز کے دورے سے بصیرتیں۔
کیون کریویل، فوربس کے تعاون کنندہ، نے حال ہی میں یارک ٹاؤن ہائٹس، نیویارک میں آئی بی ایم کی کوانٹم ریسرچ لیبز کا دورہ کیا abd نے جے گیمبیٹا، IBM فیلو اور کوانٹم کمپیوٹنگ کے VP، IBM ریسرچ اور کوانٹم کمپیوٹنگ کو آگے بڑھانے کے لیے کام کرنے والی ان کی ٹیم سے بات کی۔ کوانٹم نیوز بریفز ذیل میں اہم نکات کا خلاصہ کرتا ہے۔ مکمل انٹرویو اور تجزیہ یہاں پڑھیں۔
کریوال اس وضاحت کے ساتھ کھلتا ہے، "IBM محققین کا مقصد منفرد مسائل کو حل کرنے کے لیے کوانٹم کمپیوٹنگ کو ہر ممکن حد تک ہر جگہ بنانا ہے۔ کوانٹم سسٹمز کو مزید قابل رسائی بنانے کے لیے، انہیں "کلاؤڈ-آبائی" یا "سرور لیس" بننے کی ضرورت ہے، جس میں وہ استعمال کی بنیاد پر چارج شدہ کلاؤڈ ریسورس بن جاتے ہیں۔ متناسب ڈیٹا سینٹرز کے اس دور میں، کوانٹم کلاسیکی کمپیوٹرز کے لیے دستیاب مخصوص کمپیوٹ عناصر میں سے ایک ہو سکتا ہے، جیسا کہ GPUs آج ہیں۔
اس کے بعد کریوال نے IBM کے 1 ملین کیوبٹس کے ہدف کا جائزہ لیا: IBM ریسرچ اسی طرح کے راستے پر چل رہی ہے جیسا کہ کلاسیکی کمپیوٹرز کے ساتھ لیا گیا ہے: سلکان اسکیلنگ کا استعمال کرتے ہوئے ایک چپ پر زیادہ سے زیادہ تیز رفتار کیوبٹس لگانا؛ ٹائل کے طور پر متعدد کوانٹم ڈائی کو آپس میں جوڑیں۔ اور مل کر کام کرنے والے کوانٹم کمپیوٹرز کے کلسٹرز بنائیں۔
جبکہ مقصد غلطی کو برداشت کرنے والے کوانٹم کمپیوٹنگ کے لیے لاکھوں خام کیوبٹس کے ساتھ سسٹم بنانا ہے، لیکن کوانٹم ایرر مٹیگیشن کا استعمال کرکے جلد مزید کام کرنے کے لیے خام کوبٹس کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے عبوری طور پر بہت زیادہ کام کیا جا سکتا ہے۔ آج کے نسبتاً شور اور قلیل المدتی کوبٹس کا استعمال کرتے ہوئے بہتر کوانٹم نتائج حاصل کرنے کے لیے کچھ کام کرنے کی ضرورت ہے۔ آئی بی ایم ریسرچ نے غلطی کو کم کرنے کی چند تکنیکیں پیش کی ہیں جو مفید ثابت ہو رہی ہیں۔
پریکٹیکل کوانٹم کمپیوٹنگ کا حتمی مقصد یہ ہے کہ کلاسیکل کمپیوٹنگ کے مقابلے میں اہم مسائل کو مناسب ٹائم فریم میں حل کیا جا سکے۔
*****
محققین کوانٹم ٹیک کے لیے الٹراتھین 'میٹا سرفیس' ڈیوائس تیار کرتے ہیں۔
سائنسدانوں پر Sandia قومی لیبارٹریز اور میکس پلانک انسٹی ٹیوٹ برائے سائنس آف لائٹ نے ایک ایسے آلے کے بارے میں اطلاع دی ہے جو ایک عجیب و غریب کوانٹم اثر میں فوٹونز کو جوڑنے کے لیے کمرے بھر کے سامان کی جگہ لے سکتا ہے۔ یہ آلہ - ایک قسم کا نینو انجینئرڈ مواد جسے میٹا سرفیس کہا جاتا ہے - فوٹون کو پیچیدہ طریقوں سے الجھانے کی راہ ہموار کرتا ہے جو کمپیکٹ ٹیکنالوجیز کے ساتھ ممکن نہیں ہے۔
گراؤنڈ بریکنگ ڈیوائس کے لیے تحقیق، جو کاغذ کی شیٹ سے سو گنا پتلی ہے، جزوی طور پر سینٹر فار انٹیگریٹڈ نینو ٹیکنالوجی, ایک محکمہ توانائی کے دفتر آف سائنس صارف کی سہولت جو Sandia اور Los Alamos قومی لیبارٹریز کے ذریعے چلایا جاتا ہے۔ سندیا کی ٹیم نے آفس آف سائنس، بیسک انرجی سائنسز پروگرام سے فنڈنگ حاصل کی۔
نیا میٹا سرفیس اس غیر معمولی کوانٹم رجحان کے دروازے کے طور پر کام کرتا ہے۔ کچھ طریقوں سے، یہ لیوس کیرول کی "تھرو دی لِکنگ گلاس" کے آئینے کی طرح ہے، جس کے ذریعے نوجوان مرکزی کردار ایلس ایک عجیب، نئی دنیا کا تجربہ کرتی ہے۔
سائنسدان اپنے نئے آلے کے ذریعے چلنے کے بجائے اس کے ذریعے ایک لیزر چمکاتے ہیں۔ روشنی کی شہتیر گیلیئم آرسنائیڈ نامی ایک عام سیمی کنڈکٹر مواد سے بنے نانوسکل ڈھانچے میں ڈھکے ہوئے شیشے کے الٹراتھن نمونے سے گزرتی ہے۔ سینڈیا کے سینئر سائنسدان ایگل برینر، نان لائنر آپٹکس نامی شعبے کے ماہر جنہوں نے سانڈیا ٹیم کی قیادت کی، نے کہا کہ "یہ تمام آپٹیکل فیلڈز کو گھیرتا ہے۔" کبھی کبھار، اس نے کہا، مختلف طول موجوں پر الجھے ہوئے فوٹون کا ایک جوڑا نمونے سے اسی سمت میں نکلتا ہے جس طرح آنے والی لیزر بیم ہوتی ہے۔
سائنس کا مقالہ اس بات کا خاکہ پیش کرتا ہے کہ کس طرح ٹیم نے مختلف طول موجوں کے ساتھ الجھے ہوئے فوٹونز پیدا کرنے کے لیے اپنے میٹا سرفیس کو کامیابی کے ساتھ بنایا، جو بیک وقت پیچیدہ طور پر الجھے ہوئے فوٹون کے کئی جوڑے پیدا کرنے کا ایک اہم پیش خیمہ ہے۔
*****
ڈیوائس سے آزاد QKD (DIQKD) ہیکنگ کو بیکار بنا دے گا۔
ڈیوائس سے آزاد QKD (مختصرا DIQKD) 1990 کی دہائی سے نظریاتی طور پر جانا جاتا ہے، لیکن اسے صرف تجرباتی طور پر ایک بین الاقوامی تحقیقی ٹیم نے نافذ کیا ہے جس کی سربراہی لودوگ میکسیمیلیئن یونیورسٹی میونخ ماہر طبیعیات ہیرالڈ وینفرٹر اور چارلس لم نیشنل یونیورسٹی سنگاپور (این ایس ایس). کرپٹوگرافک پروٹوکول ڈیوائس سے متاثر نہیں ہوتا ہے۔ Quantum News Briefs SciTechDaily کی حالیہ رپورٹ کا خلاصہ اور اشتراک کرتا ہے۔
روایتی QKD طریقوں کے ساتھ، سیکورٹی کی ضمانت صرف اس صورت میں دی جاتی ہے جب استعمال ہونے والے کوانٹم آلات کی خصوصیات کافی اچھی طرح سے کی گئی ہوں۔ "اور اس طرح، اس طرح کے پروٹوکول کے استعمال کنندگان کو QKD فراہم کنندگان کی طرف سے فراہم کردہ تصریحات پر بھروسہ کرنا ہوگا اور اس بات پر بھروسہ کرنا ہوگا کہ کلیدی تقسیم کے دوران ڈیوائس کسی دوسرے آپریٹنگ موڈ میں تبدیل نہیں ہوگی،" ٹم وین لینٹ بتاتے ہیں، جو کہ کے چار مرکزی مصنفین میں سے ایک ہیں۔ وی ژانگ اور کائی ریڈیکر کے ساتھ کاغذ۔ یہ کم از کم ایک دہائی سے جانا جاتا ہے کہ پرانے QKD آلات کو آسانی سے باہر سے ہیک کیا جا سکتا ہے، وین لینٹ جاری ہے۔
DIQKD میں، ٹیسٹ کا استعمال "خاص طور پر اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کیا جاتا ہے کہ آلات میں کوئی ہیرا پھیری نہیں ہے - یعنی کہنے کے لیے، مثال کے طور پر، کہ چھپی ہوئی پیمائش کے نتائج پہلے سے آلات میں محفوظ نہیں کیے گئے ہیں،" وائنفرٹر بتاتے ہیں۔
"ہمارے طریقہ کار کے ساتھ، ہم اب غیر مخصوص اور ممکنہ طور پر ناقابل اعتماد آلات کے ساتھ خفیہ کلیدیں تیار کر سکتے ہیں،" وینفرٹر بتاتے ہیں۔
اگلے اہداف میں سے ایک کئی الجھے ہوئے ایٹم جوڑوں کو شامل کرنے کے لیے نظام کو بڑھانا ہے۔ وین لینٹ کا کہنا ہے کہ "اس سے بہت سی مزید الجھنے والی حالتیں پیدا ہو سکیں گی، جس سے ڈیٹا کی شرح میں اضافہ ہوتا ہے اور بالآخر کلیدی سیکورٹی"۔
*****
کوانٹم ٹیکنالوجیز تیار کرنے کے لیے جیو پولیٹیکل جلدی جیسا کہ ہندوستان سے دیکھا گیا ہے۔
امریکہ، چین، روس اور برطانیہ عالمی ہیں۔ کھلاڑی جن کا کوانٹم ڈومین میں سر آغاز ہے۔ ممالک کا کوانٹم کمپیوٹر تیار کرنے کا ارادہ ناقابل تلافی ہو گیا ہے۔ حاصل سائبر سیکیورٹی، انٹیلی جنس آپریشنز اور اقتصادی صنعت میں ایک اسٹریٹجک برتری۔ وید شندے سینٹ سٹیفن کالج، دہلی یونیورسٹی، انڈیا میں سیاسیات اور معاشیات کے طالب علم ہیں جیو پولیٹکس میں عالمی کوانٹم ترقی کے اس جائزہ کے مصنف ہیں۔
مذکورہ قوموں کے پاس ہے۔ سرشار کوانٹم ریسرچ اینڈ ڈویلپمنٹ کی طرف کفایتی مالی وسائل۔ فی الحال، امریکہ میں دنیا کا سب سے بڑا کوانٹم کمپیوٹر، IBM کا Eagle موجود ہے۔ آئی بی ایم بھی طلب کرتا ہے ایک میگا کمپیوٹر چپ کے ساتھ کوانٹم اسپیس پر غلبہ حاصل کرنے کے لیے جو ممکنہ طور پر 1.000 کوئبٹس پر کارروائی کر سکتی ہے۔ گوگل، مائیکروسافٹ اور آئی بی ایم جیسے تکنیکی پاور ہاؤس تمام امریکی کمپنیاں ہیں جو ریاستہائے متحدہ کو کوانٹم کمپیوٹنگ میں مضبوط برتری برقرار رکھنے کی اجازت دیتی ہیں۔
چین، امریکہ اور برطانیہ کے پاس کمپیوٹنگ ٹیلنٹ اور مہارت کو راغب کرنے کے لیے مسابقتی قومی منصوبے ہیں۔ مثال کے طور پر، the چینی ان کا "ہزار ٹیلنٹ پلان" ہے جس نے عالمی آنکھوں کی بالوں کو تبدیل کر دیا ہے۔ بیجنگ سائنس دانوں اور محققین کو راغب کرنے کے لیے پیسہ خرچ کر رہا ہے۔ چین نے بھی سرمایہ کاری کی میں کمپیوٹیشنل فوائد حاصل کرنے کے لیے دو مختلف تعمیراتی راستوں میں کوانٹم بالادستی. یہ راستے روشنی پر مبنی گاوسی بوسن سیمپلنگ اور الیکٹران بیسڈ رینڈم کوانٹم سرکٹ سیمپلنگ ہیں، جو آئی بی ایم کے ایگل میں بھی استعمال ہوتے ہیں۔
امریکہ اور چین دونوں نے گھریلو کمپنیوں پر ایک دوسرے کے ساتھ تکنیکی تبادلے کو محدود کرنے کے لیے مزید پابندیاں عائد کر دی ہیں۔ اس نے کوانٹم ٹکنالوجی کی فراہمی کی زنجیروں کو تشکیل دینے والی جیو پولیٹیکل ڈائنامکس کے ارد گرد مختلف حلقوں سے سوالات اٹھائے ہیں۔ ان کی مرتکز اور سرمایہ دارانہ نوعیت کی وجہ سے، یہ سپلائی چینز کے تحت ہیں۔ خطرہ جغرافیائی سیاسی دشمنیوں کا۔ کوانٹم ٹیکنالوجیز کے لیے دانشورانہ املاک کے نظام اور عالمی معیارات تیار کیے جانے کے ساتھ ہی اس میں شدت آئے گی۔
فرانس، جرمنی، آسٹریلیا، کینیڈا، سوئٹزرلینڈ، آسٹریا، اسرائیل، نیدرلینڈز، انڈیا، جنوبی کوریا، سنگاپور اور جاپان چند ہیں دیگر قوموں نے بھی تیار کیا ہے اچھی طرح سے طے شدہ قومی اقدامات کوانٹم ٹیکنالوجیز میں
ہندوستان جیسے ملک کے لیے، کوانٹم ٹیکنالوجیز متعدد امکانات رکھتی ہیں۔ ماہرین اس بات کی نشاندہی کریں کہ کوانٹم انکرپشن مواصلات کو محفوظ بنا سکتی ہے، کوانٹم سمولیشن گرین ٹیکنالوجیز کے لیے مواد کی تلاش میں مدد کر سکتی ہے اور کوانٹم سینسنگ موسمیاتی تبدیلی کے اثرات کی نقشہ سازی میں مدد کر سکتی ہے۔ ہندوستان پہلے ہی کل بجٹ کے ساتھ کوانٹم ٹیکنالوجیز اینڈ ایپلی کیشنز (NMQTA) پر ایک قومی مشن شروع کر چکا ہے۔ خاکہ آٹھ ہزار کروڑ روپے کا ہے اور ان ٹیکنالوجیز کو تیار کرنے میں اپنے ارادے کا مظاہرہ کیا ہے۔
*****
سینڈرا کے ہیلسل، پی ایچ ڈی 1990 سے فرنٹیئر ٹیکنالوجیز پر تحقیق اور رپورٹنگ کر رہی ہے۔ اس نے اپنی پی ایچ ڈی کی ہے۔ ایریزونا یونیورسٹی سے۔
