کوانٹم کمپیوٹر ایک بڑا ا نقلاب

گزشتہ کالم میں مصنوعی ذہانت کے میدان میں ہونیوالی دلچسپ پیشرفتوں اور انکے ہماری زندگیوں پر پڑنے والے اثرات کو پیش کیا گیا کہ یہ کس طرح ہماری زندگی کے طریقوں کو بدل دینگی۔ مصنوعی ذہانت، سافٹ ویئر کے میدان میں ترقی کی احاطہ کرتی ہے جبکہ ایک اور شاندار پیشرفت جو بیک وقت کمپیوٹر ہارڈویئر کے میدان میں ہو رہی ہے، وہ کوانٹم کمپیوٹنگ (Quantum Computing ) ہے۔ جب یہ دونوں شعبے آپس میں ملیں گے، تو انسانیت ایک چوتھے صنعتی و ثقا فتی انقلاب کا تجربہ کریگی۔ 325سال پہلے 1698ء میں انجن (Steam Engine) کی ایجاد نے نقل و حمل اور سامان سازی میں انقلاب برپا کیا، جس نے پہلے صنعتی دور کی بنیاد رکھی۔ دوسرا صنعتی انقلاب 1870ء میں برقی توانائی اور داخلی دہن انجن جیسی شاندار ایجادات کے ذریعے متعین ہوا، جس نے صنعتی اور شہری منظرنامے کو دوبارہ شکل دی۔ ریل اور ٹیلیگراف نیٹ ورکوں کا پھیلاؤ وسیع فاصلے جوڑنے میں کامیاب ہوا، جس سے مواصلات میں انقلاب آیا اور عالمی رابطے کے ایک نئے دور کا آغاز ہوا۔ 1950ء کےبعد تیسرا صنعتی انقلاب Semi Conductorsکی ترقی کے ذریعے ڈیجیٹل دور لے آیا۔ اس سے ذاتی کمپیوٹروں اور موبائل فونوں کی ترقی ہوئی،جس سے مواصلات، تفریح اور کام کے طریقے بدل گئے۔ ہم اب چوتھے صنعتی انقلاب سے گزر رہے ہیں، جو مصنوعی ذہانت کے ظہور کے ذریعے انسان کی صلاحیتوں کو بڑھا رہا ہے اور مختلف صنعتوں، صحت کی دیکھ بھال اور روزمرہ کی زندگی کے مختلف پہلوؤں میں تبدیلی لا رہا ہے۔ یہ کوانٹم کمپیوٹر کیساتھ ملکر ایک نئی اور دلیرانہ دنیا تخلیق کریگا جو ہمارے تخیلات سے کہیں زیادہ عجیب ہوگی۔کوانٹم کمپیوٹنگ آج سائنس اور ٹیکنالوجی کی سب سے دلچسپ اور انقلابی ترقیات میں سے ایک ہے۔ یہ روایتی کمپیوٹرز کے مقابلے میں اربوں گنا زیادہ تیز ہے۔ کوانٹم کمپیوٹنگ کو سمجھنے کیلئے، آئیے سب سے پہلے روایتی کمپیوٹروں پر نظر ڈالتے ہیں۔ روایتی کمپیوٹرز بائنری (Binary) نظام کے تحت عمل کرتے ہیں، جس میں بٹس (Bits) استعمال ہوتے ہیں جو یا تو 0 یا 1 کی نمائندگی کرتے ہیں۔ یہ بٹس معلومات کی بنیادی اکائی ہیں، اور آپ کا کمپیوٹر جو کچھ بھی کرتا ہے، وہ ان بٹس کو ترتیب دینے کا عمل ہوتا ہے۔کوانٹم کمپیوٹنگ بہت مختلف ہے۔ یہ کوانٹم میکانیکس کے اصولوں پر مبنی ہے، جو طبعیات کی ایک شاخ ہے جو کائنات کے سب سے چھوٹےذرات جیسے جوہر AtomsاورElectrons کامطالعہ کرتی ہے۔ کوانٹم کمپیوٹرز روایتی بٹس کے بجائے کوانٹم بٹس (Q-Bits) کا استعمال کرتے ہیں۔ اس کا اہم فرق یہ ہے کہ کیوبٹس ایک وقت میں متعدد حالتوں میں موجود ہو سکتے ہیںجبکہ عام کمپیوٹرز کے بٹس (Bits) صرف ایک حا لت میں ہوتے ہیںیعنی 0 اور 1 کی حا لت میں ، کچھ منفرد کوانٹم خصوصیات کی بدولت۔ یہ کیوبٹس بالادستی خصوصیت کی وجہ سے ایک ہی وقت میں 0 اور 1 دونوں ہو سکتے ہیں۔اس خصوصیت کو یوں سمجھیں جیسے آپ کسی سکے کوتیزی سے گھما رہے ہوں۔ یہ خصوصیت کوانٹم کمپیوٹرز کو ایک ساتھ بہت ساری معلومات پرعملدرآمد کرنے کی صلاحیت دیتی ہے۔ لہٰذا، سپرپوزیشن کی خوبصورتی یہ ہے کہ ایک کوانٹم کمپیوٹر ایک ہی وقت میں مسئلے کے لاکھو ں حل تلاش کر سکتا ہے، جبکہ ایک روایتی کمپیوٹر کو ہر حل کو ایک کے بعد ایک آزمانا پڑتا ہے۔ چونکہ کیوبٹس متعدد حالتوں میں سپرپوزیشن میں موجود ہو سکتے ہیں، اسلئے یہ ایک ہی وقت میں مختلف ممکنہ نتائج کا مطالعہ کر سکتے ہیں۔ اب ہم روایتی اور کوانٹم کمپیوٹنگ کا موازنہ ایک سادہ تشبیہ سے کرتے ہیں۔تصور کریں کہ آپ بھول بھلیوں کو حل کرنے کی کوشش کر رہے ہیں۔ ایک روایتی کمپیوٹر ہر ممکنہ راستے کو ایک ایک کر کے آزمانا شروع کرے گا۔ اگر وہ کسی راستے پر پھنس جاتا ہے تو وہ واپس مڑ کر دوسرا راستہ آزمانا شروع کریگا۔ آخرکار، وہ صحیح راستہ تلاش کر لیگا، لیکن اس میں کافی وقت لگ سکتا ہے۔اب، تصور کریں کہ ایک کوانٹم کمپیوٹر ہو۔ سپرپوزیشن کی بدولت، یہ ایک ہی وقت میں متعدد راستوں کو ایک ساتھ آزما سکتا ہے۔ ایک ایک راستے پر جانے کے بجائے، کوانٹم کمپیوٹر ایک ہی وقت میں مختلف راستوں کو تلاش کرتا ہے۔اس طرح یہ صحیح راستوں پرتیز ی سے بڑھ سکتا ہے اور پھنسے ہوئے راستوں کو نظر انداز کر سکتا ہے۔ اس طرح، ایک کوانٹم کمپیوٹر ایک روایتی کمپیوٹر سے اربوں گنا زیادہ تیز وقت میں بھول بھلیوں میں سے صحیح راستہ تلاش کر لیتا ہے۔اس میدان میں کئی ممکنہ اطلاق ہیں۔ آج کے آن لائن حفاظتی نظام جیسے وہ نظام جو آپ کے کریڈٹ کارڈ کی معلومات کو محفوظ رکھتے ہیں، یہ معلومات روایتی کمپیوٹروں کیلئے حل کرنا بہت مشکل ہیں بالخصوص کثیر تعداد میں ۔ تاہم، کوانٹم کمپیوٹرز ان مسائل کو انتہائی تیزی سے حل کر سکتے ہیں۔ فارماسیوٹیکل ترقی کے میدان میں بھی، کوانٹم کمپیوٹنگ اور مصنوعی ذہانت کا امتزاج انقلابی تبدیلیاں لا سکتا ہے۔ سالمیاتی اور کیمیائی ردعمل کوانٹم مکینکس کے اصولوں کے تحت جانچاجا سکتا ہے ۔ روایتی کمپیوٹرز کو پیچیدہ سالموں کے میدان میں کام کرنے میں مشکلات کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔انکی یہ خوبی ادویات کی دریافت میں انقلاب لا سکتی ہے کیونکہ سائنسدانوں کو نئی دوائیں زیادہ درست طریقے سےبنانیکی سہولت ملے گی۔اگرچہ کوانٹم کمپیوٹنگ سے بے پناہ امیدیں وابستہ ہیں ، لیکن ایک عملی کوانٹم کمپیوٹر بنانا انتہائی مشکل ہے ۔ سب سے بڑے چیلنجوں میں سے ایک کیوبٹ (Q-Bit)کے استحکام کو برقرار رکھنا ہے ۔ کیوبٹ اپنے ماحول کیلئے انتہائی حساس ہوتے ہیں ، اور چھوٹی سی تبدیلی، جیسے درجہ حرارت میں تبدیلی یا برقی مقناطیسی شور، انکی کوانٹم حالت سے محروم ہونے کا سبب بن سکتے ہیں۔ اس حساسیت کی وجہ سے کوانٹم کمپیوٹرز غلطیوں کا شکار ہوتے ہیں کیونکہ کیوبٹس بہت نازک ہوتے ہیں۔ کوانٹم کمپیوٹیشن میں خلل ڈالے بغیر ان غلطیوں کو درست کرنے کے طریقے تیار کرنا، کیوبٹس کی تعداد کو مستحکم رکھتے ہوئے بڑھانا اس کیلئے تحقیق کا ایک بڑا کا م ابھی باقی ہے۔