کیوں غلطی کی اصلاح کوانٹم کمپیوٹنگ کا ایک اہم چیلنج ہے - فزکس ورلڈ

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/why-error-correction-is-quantum-computings-defining-challenge-physics-world-3.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/why-error-correction-is-quantum-computings-defining-challenge-physics-world-3.jpg" data-caption="ان کا فائدہ اٹھاتے ہیں۔ کوانٹم کمپیوٹر صرف اس وقت کارآمد ثابت ہوں گے جب ہارڈ ویئر اور سافٹ ویئر ٹولز فطری طور پر غیر مستحکم کوبٹس کو کنٹرول کر سکیں۔ (بشکریہ: Riverlane)">

"ایسے کوئی قائل دلائل نہیں ہیں جو اس بات کی نشاندہی کرتے ہیں کہ تجارتی طور پر قابل عمل ایپلی کیشنز مل جائیں گی۔ ایسا نہیں کرتے کوانٹم ایرر کریکٹنگ کوڈز اور فالٹ ٹولرنٹ کوانٹم کمپیوٹنگ استعمال کریں۔ یہ بات کیلٹیک کے ماہر طبیعیات جان پریسکل نے ایک گفتگو کے دوران کہی۔ 2023 کے آخر میں کیلیفورنیا میں Q2B23 میٹنگ میں۔ بالکل آسان، جو کوئی بھی عملی کوانٹم کمپیوٹر بنانا چاہتا ہے اسے غلطیوں سے نمٹنے کا راستہ تلاش کرنا ہوگا۔

کوانٹم کمپیوٹرز پہلے سے زیادہ طاقتور ہوتے جا رہے ہیں، لیکن ان کے بنیادی تعمیراتی بلاکس - کوانٹم بٹس، یا کوئبٹس - ان کے وسیع پیمانے پر استعمال کو محدود کرتے ہوئے، بہت زیادہ غلطی کا شکار ہیں۔ زیادہ اور بہتر کیوبٹس کے ساتھ صرف کوانٹم کمپیوٹر بنانا کافی نہیں ہے۔ کوانٹم کمپیوٹنگ ایپلی کیشنز کی مکمل صلاحیت کو غیر مقفل کرنے کے لیے نئے ہارڈ ویئر اور سافٹ ویئر ٹولز کی ضرورت ہوگی جو فطری طور پر غیر مستحکم کوبٹس کو کنٹرول کر سکیں اور سسٹم کی غلطیوں کو 10 بلین گنا یا اس سے زیادہ فی سیکنڈ میں مکمل طور پر درست کر سکیں۔

پریسکل کے الفاظ نے بنیادی طور پر نام نہاد کے طلوع ہونے کا اعلان کیا۔ کوانٹم ایرر تصحیح (QEC) دور۔ کیو ای سی یہ کوئی نیا آئیڈیا نہیں ہے اور فرمیں کئی سالوں سے کیوبٹس میں محفوظ معلومات کو شور کی وجہ سے ہونے والی غلطیوں اور بے ترتیبی سے بچانے کے لیے ٹیکنالوجیز تیار کر رہی ہیں۔ تاہم، نیا کیا ہے، اس خیال کو ترک کر رہا ہے کہ آج کے شور والے انٹرمیڈیٹ اسکیل ڈیوائسز (NISQ) کلاسیکی سپر کمپیوٹرز کو پیچھے چھوڑ سکتے ہیں اور ایسی ایپلی کیشنز چلا سکتے ہیں جو فی الحال ناممکن ہیں۔

یقینی طور پر، NISQ - ایک اصطلاح جسے Preskill نے وضع کیا تھا - غلطی کو برداشت کرنے کے سفر میں ایک اہم قدم تھا۔ لیکن کوانٹم انڈسٹری، سرمایہ کاروں اور حکومتوں کو اب یہ سمجھ لینا چاہیے کہ غلطی کی اصلاح کوانٹم کمپیوٹنگ کا ایک اہم چیلنج ہے۔

وقت کی بات

صرف پچھلے سال میں QEC نے پہلے ہی بے مثال پیش رفت دیکھی ہے۔ 2023 میں گوگل نے یہ ظاہر کیا کہ 17-کوبٹ سسٹم ایک غلطی سے اور 49-کوبٹ سسٹم دو غلطیوں سے ٹھیک ہو سکتا ہے (فطرت، قدرت 614 676). ایمیزون ایک چپ جاری کی جس نے 100 بار غلطیوں کو دبایا، جبکہ آئی بی ایم کے سائنسدان غلطی کی اصلاح کی ایک نئی اسکیم دریافت کی جو 10 گنا کم کوبٹس کے ساتھ کام کرتی ہے (آر ایکس سی: 2308.07915)۔ پھر سال کے آخر میں، ہارورڈ یونیورسٹی کے کوانٹم اسپن آؤٹ Quera نے ابھی تک سب سے بڑی تعداد پیدا کی۔ غلطی سے درست شدہ qubits .

ضابطہ کشائی، جو بہت سے ناقابلِ بھروسہ فزیکل qubits کو ایک یا زیادہ قابل اعتماد "منطقی" qubits میں بدل دیتی ہے، ایک بنیادی QEC ٹیکنالوجی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ بڑے پیمانے پر کوانٹم کمپیوٹرز ہر سیکنڈ میں ٹیرا بائٹس ڈیٹا تیار کریں گے جس کو اتنی تیزی سے ڈی کوڈ کرنا پڑتا ہے جتنا کہ وہ غلطیاں پھیلانے اور حساب کو بیکار کرنے سے روکنے کے لیے حاصل کیے جاتے ہیں۔ اگر ہم کافی تیزی سے ڈی کوڈ نہیں کرتے ہیں تو ہمیں ایک کا سامنا کرنا پڑے گا۔ ڈیٹا کا تیزی سے بڑھتا ہوا بیک لاگ.

میری اپنی کمپنی - ریورلین - پچھلے سال متعارف کرائی گئی۔ دنیا کا سب سے طاقتور کوانٹم ڈیکوڈر. ہمارا ڈیکوڈر اس بیک لاگ مسئلے کو حل کر رہا ہے لیکن ابھی بھی باقی ہے۔ بہت زیادہ کام کرنا ہے۔. کمپنی فی الحال "سٹریمنگ ڈیکوڈرز" تیار کر رہی ہے جو پیمائش کے نتائج کی مسلسل اسٹریمز پر کارروائی کر سکتے ہیں جیسے ہی وہ آتے ہیں، تجربہ ختم ہونے کے بعد نہیں۔ ایک بار جب ہم اس ہدف کو حاصل کر لیتے ہیں، تو مزید کام کرنا ہے۔ اور ڈیکوڈرز QEC کا صرف ایک پہلو ہیں – ہمیں qubits کو پڑھنے اور لکھنے کے لیے تیز درستگی، تیز رفتار "کنٹرول سسٹمز" کی بھی ضرورت ہے۔

جیسا کہ کوانٹم کمپیوٹرز کا پیمانہ جاری ہے، ان ڈیکوڈر اور کنٹرول سسٹمز کو ایک ساتھ مل کر کام کرنا چاہیے تاکہ غلطی سے پاک منطقی کوبٹس تیار کیے جا سکیں اور، 2026 تک، ریورلین کا مقصد ایک انکولی، یا ریئل ٹائم، ڈیکوڈر بنانا ہے۔ آج کی مشینیں صرف چند سو غلطیوں سے پاک آپریشنز کی اہلیت رکھتی ہیں لیکن مستقبل میں ہونے والی پیش رفت کوانٹم کمپیوٹرز کے ساتھ کام کرے گی جو ایک ملین غلطیوں سے پاک کوانٹم آپریشنز (جسے MegaQuOp کے نام سے جانا جاتا ہے) پر کارروائی کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں۔

ریورلین ایسی کوششوں میں تنہا نہیں ہے اور دیگر کوانٹم کمپنیاں اب QEC کو ترجیح دے رہی ہیں۔ IBM نے پہلے QEC ٹیکنالوجی پر کام نہیں کیا ہے، اس کی بجائے زیادہ اور بہتر qubits پر توجہ مرکوز کر رہا ہے۔ لیکن فرم کی 2033 کوانٹم روڈ میپ بیان کرتا ہے کہ IBM کا مقصد دہائی کے آخر تک ایک 1000-کوبٹ مشین بنانا ہے جو کارآمد کمپیوٹیشنز کے قابل ہو - جیسا کہ کیٹالسٹ مالیکیولز کے کام کاج کی نقالی۔

Quera، دریں اثنا، حال ہی میں اپنے روڈ میپ کی نقاب کشائی کی۔ جو کہ QEC کو بھی ترجیح دیتا ہے، جبکہ برطانیہ کی قومی کوانٹم حکمت عملی 2035 تک کوانٹم کمپیوٹرز بنانے کا مقصد ہے جو 2035 تک ٹریلین غلطیوں سے پاک آپریشنز (TeraQuOps) چلانے کے قابل ہو۔ دیگر اقوام نے بھی اسی طرح کے منصوبے شائع کیے ہیں اور XNUMX کا ہدف حاصل کیا جا سکتا ہے، جزوی طور پر اس وجہ سے کہ کوانٹم کمپیوٹنگ کمیونٹی چھوٹے، اضافہ کے لیے مقصد بنانا شروع کر رہی ہے - لیکن جیسے ہی مہتواکانکشی - اہداف۔

جو چیز مجھے برطانیہ کی قومی کوانٹم حکمت عملی کے بارے میں واقعی پرجوش کرتی ہے وہ ہے 2028 تک ایک MegaQuOp مشین کا ہدف۔ ایک بار پھر، یہ ایک حقیقت پسندانہ ہدف ہے - درحقیقت، میں یہ بحث بھی کروں گا کہ ہم جلد MegaQuOp نظام تک پہنچ جائیں گے، یہی وجہ ہے۔ Riverlane کا QEC سلوشن، Deltaflow، 2026 تک ان MegaQuOp مشینوں کے ساتھ کام کرنے کے لیے تیار ہو جائے گا۔ MegaQuOp کوانٹم کمپیوٹر بنانے کے لیے ہمیں کسی بنیادی طور پر نئی فزکس کی ضرورت نہیں ہے – اور ایسی مشین ہمیں کوانٹم کی غلطیوں کو بہتر طور پر سمجھنے اور ان کی نشاندہی کرنے میں مدد دے گی۔

ایک بار جب ہم ان غلطیوں کو سمجھ لیں، تو ہم ان کو ٹھیک کرنا شروع کر سکتے ہیں اور TeraQuOp مشینوں کی طرف بڑھ سکتے ہیں۔ TeraQuOp ایک تیرتا ہوا ہدف بھی ہے – اور ایک جہاں QEC اور دوسری جگہوں میں بہتری کے نتیجے میں 2035 کا ہدف کچھ سال پہلے ہی حاصل کیا جا سکتا ہے۔

کوانٹم کمپیوٹرز معاشرے کے لیے کارآمد ثابت ہونے میں صرف وقت کی بات ہے۔ اور اب جب کہ ہمارے پاس کوانٹم غلطی کی اصلاح پر مربوط توجہ ہے، ہم اس ٹپنگ پوائنٹ تک جلد پہنچ جائیں گے۔

• 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/why-error-correction-is-quantum-computings-defining-challenge/