ہوانگ کا غیر متوقع انکشاف
کوانٹم ٹیکنالوجی پر مرکوز ایک تقریب کے دوران، ہوانگ نے اپنی حیرت کا اظہار کرتے ہوئے کہا کہ وہ ان کمپنیوں کی عوامی حیثیت سے ناواقف تھے۔ ان کا ابتدائی ردعمل، جیسا کہ انہوں نے کہا، عدم اعتماد کا تھا۔ انہوں نے اعتراف کیا، ‘مجھے نہیں معلوم تھا کہ وہ پبلک ہیں’، یہ سوال پوچھتے ہوئے، ‘کوانٹم کمپنی پبلک کیسے ہو سکتی ہے؟’ یہ صاف گوئی کوانٹم کمپیوٹنگ انڈسٹری کی ابتدائی اور قیاس آرائی پر مبنی نوعیت کو اجاگر کرتی ہے، ایک ایسا شعبہ جو اب بھی بڑے پیمانے پر تحقیق اور ترقی کے مرحلے میں ہے۔
ہوانگ کے تبصروں کا سیاق و سباق
یہ سمجھنا ضروری ہے کہ ہوانگ نے یہ ریمارکس کس سیاق و سباق میں دیے۔ انہوں نے پہلے کہا تھا کہ ‘بہت مفید’ کوانٹم کمپیوٹرز شاید دہائیوں دور ہیں۔ یہ طویل مدتی نقطہ نظر، اگرچہ تکنیکی رکاوٹوں کے پیش نظر شاید حقیقت پسندانہ ہے، عوامی طور پر تجارت کی جانے والی کوانٹم کمپیوٹنگ کمپنیوں میں سرمایہ کاروں کی قلیل مدتی توقعات سے متصادم ہے۔ ان کی عوامی حیثیت پر ان کی حیرت اور عملی کوانٹم کمپیوٹنگ ایپلی کیشنز کے لیے ان کی توسیع شدہ ٹائم لائن کے امتزاج نے غیر یقینی صورتحال کا ایک بہترین طوفان پیدا کیا، جس کی وجہ سے اس شعبے میں فروخت ہوئی۔
کوانٹم کمپیوٹنگ کا منظرنامہ: وعدے اور غیر یقینی صورتحال کا ایک دائرہ
کوانٹم کمپیوٹنگ، کمپیوٹیشنل پاور میں ایک انقلابی تبدیلی، طب اور مٹیریل سائنس سے لے کر فنانس اور مصنوعی ذہانت تک کی صنعتوں کو تبدیل کرنے کی صلاحیت رکھتی ہے۔ کلاسیکی کمپیوٹرز کے برعکس جو معلومات کو 0 یا 1 کی نمائندگی کرنے والے بٹس کے طور پر ذخیرہ کرتے ہیں، کوانٹم کمپیوٹرز qubits کا استعمال کرتے ہیں۔ Qubits superposition اور entanglement کے اصولوں سے فائدہ اٹھاتے ہیں، جس سے وہ بیک وقت 0، 1، یا دونوں کے مجموعہ کی نمائندگی کر سکتے ہیں۔ یہ صلاحیت کوانٹم کمپیوٹرز کو پیچیدہ مسائل سے نمٹنے کے قابل بناتی ہے جو سب سے طاقتور کلاسیکی سپر کمپیوٹرز کے لیے بھی ناقابلِ حل ہیں۔
تاہم، یہ شعبہ ابھی ابتدائی دور میں ہے۔ مستحکم کوانٹم کمپیوٹرز کی تعمیر اور اسکیلنگ ایک بہت بڑا تکنیکی چیلنج ہے۔ qubits کی نازک کوانٹم حالتوں کو برقرار رکھنا، جو ماحولیاتی شور کے لیے انتہائی حساس ہیں، انتہائی کم درجہ حرارت اور جدید ترین ایرر کریکشن میکانزم کی ضرورت ہوتی ہے۔
اہم کھلاڑی اور نقطہ نظر
متعدد کمپنیاں اس ابھرتے ہوئے شعبے میں قیادت کے لیے کوشاں ہیں، ہر ایک کوانٹم کمپیوٹر بنانے کے لیے مختلف تکنیکی طریقوں پر عمل پیرا ہے۔ کچھ نمایاں کھلاڑی اور ان کی متعلقہ ٹیکنالوجیز میں شامل ہیں:
- Superconducting Qubits: IBM اور Google جیسی کمپنیاں اس نقطہ نظر میں سب سے آگے ہیں، جس میں qubits بنانے اور کنٹرول کرنے کے لیے سپر کنڈکٹنگ سرکٹس کا استعمال شامل ہے۔ یہ سرکٹ absolute zero کے قریب درجہ حرارت پر کام کرتے ہیں، جس کے لیے بڑے اور مہنگے کرائیوجینک سسٹمز کی ضرورت ہوتی ہے۔
- Trapped Ions: IonQ، ایک عوامی طور پر تجارت کی جانے والی کمپنی جس نے ہوانگ کے تبصروں کے بعد اسٹاک میں نمایاں کمی کا تجربہ کیا، پھنسے ہوئے آئن ٹیکنالوجی کا ایک اہم حامی ہے۔ یہ نقطہ نظر انفرادی آئنوں (برقی طور پر چارج شدہ ایٹموں) کو qubits کے طور پر برقی مقناطیسی فیلڈز کے ذریعے پھنسے ہوئے اور کنٹرول شدہ استعمال کرتا ہے۔ پھنسے ہوئے آئن سسٹم اعلیٰ مخلصی اور طویل ہم آہنگی کے اوقات پیش کرتے ہیں، لیکن ان کو بڑھانا اہم انجینئرنگ چیلنجز پیش کرتا ہے۔
- Photonic Qubits: PsiQuantum ایک کمپنی ہے جو فوٹونک اپروچ پر عمل پیرا ہے، فوٹون (روشنی کے ذرات) کو qubits کے طور پر استعمال کرتی ہے۔ یہ ٹیکنالوجی اسکیل ایبلٹی اور کنیکٹیویٹی کے لحاظ سے ممکنہ فوائد پیش کرتی ہے، لیکن مستحکم اور قابل بھروسہ فوٹونک کوانٹم کمپیوٹرز کی تعمیر ایک مشکل کام ہے۔
- Neutral Atoms: ایک اور نقطہ نظر میں نیوٹرل ایٹموں کا استعمال شامل ہے جو آپٹیکل جالیوں میں qubits کے طور پر پھنسے ہوئے ہیں۔ ColdQuanta جیسی کمپنیاں اس ٹیکنالوجی کو تلاش کر رہی ہیں، جو اسکیل ایبلٹی اور ہم آہنگی کے اوقات کے لحاظ سے ممکنہ فوائد پیش کرتی ہے۔
- Topological Qubits: Microsoft topological qubits میں بڑے پیمانے پر سرمایہ کاری کر رہی ہے، ایک زیادہ غیر معمولی نقطہ نظر جس کا مقصد ایسے qubits بنانا ہے جو شور اور غلطیوں کے لیے فطری طور پر زیادہ مزاحم ہوں۔ یہ ٹیکنالوجی ابھی ترقی کے بہت ابتدائی مرحلے میں ہے۔
سرمایہ کاری کا منظرنامہ: قلیل مدتی اتار چڑھاؤ کے ساتھ طویل مدتی صلاحیت کو متوازن کرنا
کوانٹم کمپیوٹنگ انڈسٹری نے دنیا بھر میں وینچر کیپیٹلسٹ اور حکومتوں دونوں کی جانب سے نمایاں سرمایہ کاری کو راغب کیا ہے۔ سرمایہ کار ٹیکنالوجی کی تبدیلی کی صلاحیت کی طرف متوجہ ہیں، ایک ایسے مستقبل کا تصور کرتے ہیں جہاں کوانٹم کمپیوٹرز مختلف شعبوں میں کامیابیاں حاصل کریں گے۔
تاہم، صنعت میں زیادہ خطرہ اور غیر یقینی صورتحال بھی ہے۔ تکنیکی رکاوٹیں کافی ہیں، اور فالٹ ٹولرنٹ، تجارتی طور پر قابل عمل کوانٹم کمپیوٹرز کے حصول کے لیے ٹائم لائن غیر واضح ہے۔ یہ موروثی اتار چڑھاؤ عوامی طور پر تجارت کی جانے والی کوانٹم کمپیوٹنگ کمپنیوں میں سرمایہ کاری کو ایک خاص طور پر قیاس آرائی پر مبنی کوشش بناتا ہے۔
ہوانگ کے تبصروں نے نادانستہ طور پر اس اتار چڑھاؤ کو اجاگر کیا۔ عوامی طور پر تجارت کی جانے والی کوانٹم کمپیوٹنگ فرموں کے وجود پر ان کی حیرت کوانٹم کمپیوٹنگ کے طویل مدتی وژن اور اسٹاک مارکیٹ کی قلیل مدتی توقعات کے درمیان সংযোগ کو ظاہر کرتی ہے۔
چیلنجوں میں گہرائی میں جانا
عملی، فالٹ ٹولرنٹ کوانٹم کمپیوٹرز کا راستہ بے شمار چیلنجوں سے بھرا ہوا ہے۔ آئیے کچھ اہم رکاوٹوں کو مزید تفصیل سے دیکھتے ہیں:
Qubit استحکام اور ہم آہنگی
سب سے اہم چیلنجوں میں سے ایک qubits کے استحکام اور ہم آہنگی کو برقرار رکھنا ہے۔ Qubits ناقابل یقین حد تک نازک اور ماحولیاتی شور، جیسے آوارہ برقی مقناطیسی فیلڈز اور درجہ حرارت کے اتار چڑھاو کے لیے حساس ہوتے ہیں۔ یہ شور qubits کو اپنی کوانٹم خصوصیات کھونے کا سبب بن سکتا ہے، جس سے کمپیوٹیشن میں غلطیاں ہوتی ہیں۔ وہ دورانیہ جس کے لیے ایک qubit اپنی کوانٹم حالت کو برقرار رکھ سکتا ہے اسے اس کا coherence time کہا جاتا ہے۔ پیچیدہ کوانٹم کمپیوٹیشنز انجام دینے کے لیے ہم آہنگی کے اوقات کو بڑھانا بہت ضروری ہے۔
ایرر کریکشن
چونکہ qubits غلطیوں کا شکار ہوتے ہیں، اس لیے کوانٹم ایرر کریکشن قابل اعتماد کوانٹم کمپیوٹر بنانے کے لیے ضروری ہے۔ کلاسیکی کمپیوٹرز کے برعکس، جہاں غلطیوں کو صرف ایک بٹ کی متعدد کاپیاں بنا کر درست کیا جا سکتا ہے، کوانٹم معلومات کو no-cloning theorem کی وجہ سے کاپی نہیں کیا جا سکتا۔ کوانٹم میکانکس کا یہ بنیادی اصول جدید ترین ایرر کریکشن تکنیکوں کی ضرورت ہے جو qubits کی حالت کی براہ راست پیمائش کیے بغیر غلطیوں کا پتہ لگا سکیں اور انہیں درست کر سکیں۔ موثر اور اسکیل ایبل کوانٹم ایرر کریکشن کوڈز تیار کرنا ایک اہم تحقیقی توجہ ہے۔
اسکیل ایبلٹی
تھوڑی تعداد میں qubits کے ساتھ کوانٹم کمپیوٹرز کی تعمیر کافی مشکل ہے۔ ان سسٹمز کو سینکڑوں، ہزاروں، یا یہاں تک کہ لاکھوں qubits تک بڑھانا، جو عملی مسائل کو حل کرنے کے لیے درکار ہیں، ایک اور بھی بڑا چیلنج پیش کرتا ہے۔ ہر اضافی qubit سسٹم کی پیچیدگی کو تیزی سے بڑھاتا ہے، جس سے اسے کنٹرول کرنا اور ہم آہنگی کو برقرار رکھنا زیادہ مشکل ہو جاتا ہے۔
کنٹرول اور پیمائش
کوانٹم کمپیوٹیشنز انجام دینے کے لیے qubits کی حالت کو درست طریقے سے کنٹرول کرنا اور اس کی پیمائش کرنا بہت ضروری ہے۔ اس کے لیے جدید ترین ہارڈ ویئر اور سافٹ ویئر کی ضرورت ہوتی ہے، جس میں اعلیٰ درستگی والے لیزرز، مائیکرو ویو جنریٹرز، اور حساس ڈیٹیکٹر شامل ہیں۔ جیسے جیسے qubits کی تعداد بڑھتی ہے، کنٹرول اور پیمائش کے نظام کی پیچیدگی ڈرامائی طور پر بڑھ جاتی ہے۔
سافٹ ویئر اور الگورتھم
سافٹ ویئر اور الگورتھم تیار کرنا جو کوانٹم کمپیوٹرز کی طاقت کو مؤثر طریقے سے استعمال کر سکیں ایک اور بڑا چیلنج ہے۔ کوانٹم الگورتھم بنیادی طور پر کلاسیکی الگورتھم سے مختلف ہیں، اور ان کو ڈیزائن کرنے کے لیے کوانٹم میکانکس اور کمپیوٹر سائنس کی گہری سمجھ کی ضرورت ہے۔ کوانٹم الگورتھم کی ترقی کا شعبہ ابھی ابتدائی مراحل میں ہے، اور کوانٹم کمپیوٹنگ کی مکمل صلاحیت کو دریافت کرنے کے لیے بہت زیادہ تحقیق کی ضرورت ہے۔
کرائیوجینکس
بہت سی کوانٹم کمپیوٹنگ ٹیکنالوجیز، جیسے سپر کنڈکٹنگ qubits، کو کام کرنے کے لیے انتہائی کم درجہ حرارت کی ضرورت ہوتی ہے۔ ان درجہ حرارت کو برقرار رکھنا، اکثر absolute zero (-273.15 ڈگری سیلسیس یا -459.67 ڈگری فارن ہائیٹ) کے قریب، جدید اور مہنگے کرائیوجینک سسٹمز کی ضرورت ہوتی ہے۔ ان سسٹمز کا سائز اور لاگت کوانٹم کمپیوٹرز کو بڑھانے میں ایک اہم رکاوٹ ہو سکتی ہے۔
کوانٹم کمپیوٹنگ کا مستقبل: ایک طویل اور گھماؤ والا راستہ
چیلنجوں کے باوجود، کوانٹم کمپیوٹنگ کے ممکنہ انعامات اتنے اہم ہیں کہ تحقیق اور ترقی کی کوششیں تیز ہوتی رہتی ہیں۔ حکومتیں اور نجی کمپنیاں اس شعبے میں اربوں ڈالر کی سرمایہ کاری کر رہی ہیں، اور متعدد محاذوں پر پیش رفت ہو رہی ہے۔
اگرچہ ‘بہت مفید’ کوانٹم کمپیوٹرز سے پہلے دہائیوں کی ہوانگ کی پیشین گوئی کچھ لوگوں کو مایوس کن لگ سکتی ہے، لیکن یہ ان اہم رکاوٹوں کے حقیقت پسندانہ جائزے کی عکاسی کرتی ہے جو باقی ہیں۔ فالٹ ٹولرنٹ، تجارتی طور پر قابل عمل کوانٹم کمپیوٹنگ کا سفر ممکنہ طور پر ایک طویل اور گھماؤ والا راستہ ہوگا، جس میں راستے میں بہت سے موڑ آئیں گے۔
تاہم، اس ٹیکنالوجی کا ممکنہ اثر اتنا تبدیلی والا ہے کہ اس کا تعاقب کرنا فائدہ مند ہے۔ کوانٹم کمپیوٹرز میں طب، مٹیریل سائنس، مصنوعی ذہانت اور بہت سے دوسرے شعبوں میں انقلاب لانے کی صلاحیت ہے۔ وہ نئی ادویات اور مواد کی دریافت، زیادہ طاقتور AI الگورتھم کی ترقی، اور جدید انکرپشن کوڈز کو توڑنے کا باعث بن سکتے ہیں۔
کوانٹم کمپیوٹنگ انڈسٹری سائنسی دریافت، انجینئرنگ کی مہارت، اور قیاس آرائی پر مبنی سرمایہ کاری کا ایک دلچسپ امتزاج ہے۔ یہ ایک ایسا شعبہ ہے جہاں ممکنہ چیزوں کی حدود کو مسلسل آگے بڑھایا جا رہا ہے، اور جہاں اہم پیش رفت کا امکان بہت زیادہ ہے۔ اگرچہ آگے کا راستہ طویل اور چیلنجوں سے بھرپور ہے، منزل – ایک ایسی دنیا جہاں کوانٹم کمپیوٹرز کائنات کے رازوں کو کھولتے ہیں اور انسانیت کے کچھ اہم ترین مسائل کو حل کرتے ہیں – ایک ایسا وژن ہے جس کے لیے کوشش کرنا فائدہ مند ہے۔