فوٹوونکس کی طاقت: عمودی کاشتکاری سے کوانٹم کمپیوٹنگ تک

کونسی صنعت یوکے میں دوگنا زیادہ لوگوں کو دواسازی کے طور پر اور اسپیس یا "فنٹیک" شعبوں سے زیادہ ملازمت دیتی ہے؟ جواب فوٹوونکس کے مطابق ہے۔ فوٹوونکس لیڈرشپ گروپ (PLG) - ایک تجارتی انجمن جو میدان میں 120 سے زیادہ اراکین کی نمائندگی کرتی ہے۔ پچھلے کچھ سالوں سے، یہ آپٹیکل ٹیکنالوجیز یا فوٹوونکس کی تمام بے شمار ایپلی کیشنز کو ٹریک کر رہا ہے۔ یہ کوئی آسان کام نہیں ہے کیونکہ زیادہ تر سیکڑوں چھوٹے اور درمیانے درجے کے کاروباری اداروں سے نکلتے ہیں۔ 

پی ایل جی کے مطابق یوکے فوٹوونکس 2035 رپورٹ کے مطابق، برطانیہ کے تمام خطوں میں 76 فرموں میں فوٹوونکس کی صنعت میں تقریباً 000 1200 لوگ ملازم ہیں، جو ہر سال £14.5bn کا کاروبار کر رہے ہیں۔ رپورٹ میں کہا گیا ہے کہ فی ملازم £85 کی معیشت میں مجموعی قدر کے اضافے کے ساتھ، فوٹوونکس برطانیہ کا پانچواں سب سے زیادہ پیداواری شعبہ ہے۔ اس کا دعویٰ ہے کہ برطانوی یونیورسٹیاں اس شعبے میں عالمی رہنما ہیں، جن میں فوٹوونکس کی عالمی اشاعتوں کا تقریباً 000% برطانیہ میں شروع ہوتا ہے۔

مزید کیا ہے، PLG کا خیال ہے کہ فوٹوونکس برطانیہ کے لیے £50bn کی صنعت بن سکتی ہے اور 100 تک اضافی 000 2035 براہ راست ملازمتیں پیدا کر سکتی ہے۔ "اگر برطانیہ کی حکومت اہم عمودی مارکیٹوں میں فوٹوونکس میں کلیدی تبدیلی کی ٹیکنالوجیز میں سرمایہ کاری کرتی ہے تو بہت کچھ آنے والا ہے۔ جیسے نجی شعبے کے سرمایہ کاروں کے ساتھ توانائی، صحت کی دیکھ بھال اور صاف ٹرانسپورٹ، "PLG کے چیف ایگزیکٹیو جان لنکن کہتے ہیں۔ درحقیقت، گروپ کا اندازہ ہے کہ مستقبل میں برطانیہ کی معیشت کا تقریباً 60 فیصد براہ راست فوٹوونکس پر انحصار کرے گا۔

PLG فوٹوونکس کے بارے میں بیداری پیدا کرنے اور اپنے اراکین کی نمائندگی کرنے کے لیے بہت اچھا کام کر رہا ہے – جن میں سے بہت سے اپنے طور پر اتنے بڑے نہیں ہیں کہ حکومتوں اور سرمایہ کاروں کو اس طرح متاثر کر سکیں جس طرح بڑی فارماسیوٹیکل اور دفاعی فرمیں کر سکتی ہیں۔ لیکن فوٹوونکس بہت اہم ہے، بیماری کی تشخیص اور لیزر سرجری سے لے کر ٹیلی کمیونیکیشن اور جدید مینوفیکچرنگ تک ہر چیز کے لیے روشنی کا استعمال۔ فوٹوونکس مصنوعات اور خدمات کو صارفین اور صنعت کو قدر فراہم کرنے کے لیے اہم ہے۔

کے مطابق EU کا Photonics21 نیٹ ورک650 میں فوٹوونکس کی عالمی منڈی کی مالیت €2020bn تھی، لیکن یہ وہ چیزیں ہیں جن کو فوٹوونکس قابل بناتا ہے جب مصنوعات کو جوڑ کر حیرت انگیز ہے۔ اسمارٹ فونز میں سی سی ڈی اور لینز کے بارے میں سوچیں یا آپٹیکل سینسرز، کیمرہ ٹیکنالوجی اور LIDAR خود مختار گاڑیوں کو فعال کرنے کے طریقے کے بارے میں سوچیں۔ 2020 میں SPIE کی ایک رپورٹ میں اندازہ لگایا گیا ہے کہ فوٹوونکس جس قسم کی مارکیٹوں کو قابل بناتا ہے وہ عالمی سطح پر واقعی حیران کن $2 ٹریلین ہے۔

روشنی کی طاقت

تو، فوٹوونکس کس قسم کی قدر فراہم کرتی ہے اور فوٹوونکس فرمیں کس قسم کی چیزیں کرتی ہیں؟ سب سے واضح ایپلی کیشن آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن ہے، جس نے گزشتہ 50 سالوں میں دنیا کو سکڑ کر رکھ دیا ہے، جس میں ترقی کی رفتار کم ہونے کا کوئی نشان نہیں ہے۔ پیٹابٹ ڈیٹا کی شرح کچھ سال پہلے حاصل کی گئی تھی، جبکہ 2017 تک کارننگ نے ایک ارب کلومیٹر سے زیادہ فائبر بھیج دیا تھا۔ 2035 تک انٹرا سیٹلائٹ لیزرز معمول کے مطابق کم زمین کے مدار والے سیٹلائٹ برجوں کو پوری دنیا میں تیز رفتار انٹرنیٹ فراہم کرنے کی اجازت دیں گے حتیٰ کہ دور دراز کے مقامات تک۔

مینوفیکچرنگ میں، فوٹوونکس مواد، خاص طور پر دھاتوں کی ڈیجیٹل کٹنگ، جوائننگ، مارکنگ، ٹیکسچرنگ اور تھری ڈی پرنٹنگ کی اجازت دیتا ہے۔ مشین ویژن کی بدولت، اس دوران، فوٹوونکس خودکار اور روبوٹک نظام جیسے لیزر کٹنگ اور ویلڈنگ میں حصہ ڈالتا ہے۔ درحقیقت، مواد کی صنعتی پروسیسنگ لیزرز کے لیے تقریباً £3bn کی عالمی مارکیٹ کا تقریباً ایک تہائی حصہ ہے۔

اس کے بعد "عمودی کاشتکاری" ہے، جس میں فصلوں کو کنٹرول شدہ حالات میں ڈھیروں تہوں میں اگایا جاتا ہے۔ سپیکٹرل طور پر مرضی کے مطابق روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس پودوں کی نشوونما اور دونوں کو بہتر بنا سکتے ہیں۔  پودوں سے بخارات کو کم کریں، یعنی انہیں باہر اگائے جانے کی نسبت بہت کم پانی کی ضرورت ہوتی ہے۔ وریکل فارمنگ کیڑے مار ادویات کو بھی ختم کرتی ہے۔

فوٹوونکس بہت اہم ہے، بیماری کی تشخیص اور لیزر سرجری سے لے کر ٹیلی کمیونیکیشن اور جدید مینوفیکچرنگ تک ہر چیز کے لیے روشنی کا استعمال

بنیادی سائنس، یقیناً، فوٹوونکس پر منحصر ہے، چاہے وہ پارٹیکل ایکسلریٹر ہو، دوربینیں ہوں یا کشش ثقل کی لہر کا پتہ لگانے والے۔ درحقیقت، فزکس کے تمام نوبل انعامات میں سے نصف سے زیادہ انعامات سے نوازا جاتا ہے۔ پچھلے 25 سالوں میں۔ یا تو فوٹوونکس میں دریافتوں سے متعلق ہیں یا فوٹوونکس کو بطور ٹول استعمال کیا گیا ہے۔

اور کوانٹم کمپیوٹنگ، کمیونیکیشنز اور کرپٹوگرافی کی پوری دنیا کو نہ بھولیں، جو یا تو براہ راست فوٹوونکس پر مبنی ہے یا اسے کام کرنے کے لیے فوٹوونکس کی ضرورت ہے۔ یہ ایک ایسی صنعت ہے جو واقعی شروع ہو رہی ہے۔ لندن میں قائم فرم شاک، جس بزنس اسٹارٹ اپ ایوارڈ جیتا۔ 2020 میں انسٹی ٹیوٹ آف فزکس سے، نے ابھی برطانیہ کی وزارت دفاع کو اپنا پہلا کوانٹم کمپیوٹر فروخت کیا ہے۔

حقیقی دنیا کے فوائد

فوٹوونکس انتہائی موثر فوٹوولٹک سولر سیلز کی بدولت دنیا کو خالص صفر تک پہنچنے میں بھی مدد دے رہا ہے، جبکہ جدید LIDAR - کمپیوٹر سمولیشن کے ساتھ مل کر - ونڈ فارمز کی پیداوار کو بڑھا سکتا ہے۔ PLG کے اندازے بتاتے ہیں کہ فوٹوونکس نئی اور موجودہ ونڈ ٹربائنز کی کارکردگی میں 1.5–2% اضافہ کرے گا۔ تھوڑی اضافی لاگت کے ساتھ، یہ 15 تک عالمی سطح پر اضافی 2035 GW پیدا کرنے کی صلاحیت فراہم کرے گا – £100bn سے زیادہ کی بچت ہوگی (تقریباً پانچ ہنکلے پوائنٹ سی نیوکلیئر پاور اسٹیشنوں کے برابر)۔

روشنی طب میں بھی ضروری ہے۔ لیزر اصلاحی آنکھوں کی سرجری ہے، جب کہ ان دنوں ہائی اسٹریٹ آپٹیشین بھی فوٹوونکس ٹولز کی ایک وسیع صف استعمال کرتے ہیں۔ Specsavers کی اپنی مقامی شاخ میں آنکھوں کے ایک حالیہ ٹیسٹ کے دوران، میں نے اپنے آپٹشین سے بات چیت کی، جو بظاہر آپٹیکل کوہرنس ٹوموگرافی (OCT) سسٹم کے پیچھے موجود طبیعیات کے بارے میں زیادہ نہیں جانتا تھا، لیکن تصویروں نے اسے اڑا دیا تھا۔ وہ دیکھ سکتا تھا. آنکھوں کے پچھلے حصے کی مختلف گہرائیوں میں تصویر کشی کرنے سے، ماہرین OCTs کو صحت اور بینائی کے مسائل کی ایک حد کو محفوظ طریقے سے تلاش کرنے کے لیے استعمال کر سکتے ہیں، اکثر اس سے پہلے کہ وہ سنگین ہو جائیں۔

آپٹیکل فائبر، آپٹیکل ایمپلیفائرز اور ایٹم کلاک ٹریس ایبل ٹائم سٹیمپس سب برطانیہ کی ایجادات ہیں۔ برطانیہ میں محفوظ کوانٹم کمیونیکیشن کا آغاز کیا جا رہا ہے۔ درحقیقت، میں یہ کہوں گا کہ برطانیہ 5G اور 6G نیٹ ورکس – اور اس سے آگے کے اگلے محفوظ قابل اعتماد ٹیلی کام انقلاب کے مرکز میں منفرد حیثیت رکھتا ہے۔ PLG کے مطابق، 2035 تک برطانیہ ایک بار پھر اہم مواصلاتی بنیادی ڈھانچے کا عالمی فراہم کنندہ بن جائے گا۔

میں صرف اتنا کہہ سکتا ہوں کہ اگر آپ فوٹوونکس کے بارے میں پہلے سے نہیں جانتے تھے تو مجھے امید ہے کہ آپ اب کریں گے۔