کوانٹم غلطی کی اصلاح سے ماہرین فلکیات کو ستاروں کی تصویر بنانے میں مدد مل سکتی ہے۔

خلا ایک اسٹوڈیو نہیں ہے: ستاروں کا مطالعہ کرتے وقت، ماہرین فلکیات کا ان چیزوں پر کوئی کنٹرول نہیں ہوتا ہے جن کی وہ تصویر بنانے کی کوشش کر رہے ہیں۔ اس کے بجائے، وہ دوربینوں اور تجزیہ کی تکنیکوں میں بہتری پر انحصار کرتے ہیں تاکہ وہ جو بھی روشنی حاصل کریں اس سے اعلیٰ ریزولوشن کی تصاویر بنائیں، خواہ وہ بے ہودہ یا شور کیوں نہ ہو۔ اب، سائنسدانوں کی ایک ٹیم نے دوربینوں کے ذریعے پکڑے گئے ستاروں کی روشنی میں شور کا مقابلہ کرنے کے لیے کوانٹم غلطی کی اصلاح کا ایک طریقہ تجویز کیا ہے۔ ٹیم کے مطابق، قریب ترین کوانٹم ڈیوائسز پر چلنے والے سب سے آسان غلطی کی اصلاح کے پروٹوکول بھی فلکیاتی امیجنگ کے لیے ایک اہم فائدہ پیش کر سکتے ہیں۔

امیجنگ ریزولوشن عام طور پر پھیلاؤ کے ذریعہ محدود ہوتا ہے۔ کوانٹم سینسنگ تکنیک اس حد سے تجاوز کر سکتی ہے اگر تصویری چیز کو ہیرا پھیری یا روشن کیا جا سکتا ہے، لیکن فلکیات میں یہ ممکن نہیں ہے۔ آسٹریلیا کی Macquarie یونیورسٹی اور نیشنل یونیورسٹی آف سنگاپور (NUS) کے محققین نے، تاہم، ایک حل تلاش کیا ہے: انہوں نے یہ ظاہر کیا کہ کوانٹم کی خرابی کی اصلاح اس کے ماحول کے ساتھ ناپسندیدہ تعاملات کی وجہ سے کمزور پکڑے گئے ستارے کی روشنی کو کم ہونے سے بچا سکتی ہے۔

ایلس اور باب ستاروں کو دوبارہ لکھتے ہیں۔

ٹیم کے تجویز کردہ طریقہ کار کے پیچھے خیال یہ ہے کہ سٹار لائٹ کے ذریعے لی جانے والی معلومات کو ایک بڑے کوانٹم سسٹم پر نام نہاد غلطی کو درست کرنے والے کوڈ میں پھیلایا جا سکتا ہے۔ پھر اگر سسٹم کے کچھ حصوں میں خرابیاں ہوں تو بھی صحیح معلومات کو باقی حصوں سے دوبارہ بنایا جا سکتا ہے۔

یہ سمجھنے کے لیے کہ نئی تکنیک کیسے کام کرتی ہے، دو ماہر فلکیات، ایلس اور باب کا تصور کریں۔ دونوں کے پاس دوربینیں ہیں، اور اگر وہ انفرادی طور پر ہر دوربین سے ممکن ہو سکے سے زیادہ واضح تصویر تیار کرنا چاہتے ہیں، تو وہ آپٹیکل انٹرفیومیٹری نامی طریقہ استعمال کرتے ہوئے جمع کردہ روشنی کو یکجا کر سکتے ہیں۔ اصولی طور پر، ان کی دوربینیں جتنی الگ ہوں گی، تصویری ریزولوشن اتنی ہی زیادہ ہے جو وہ مشترکہ طور پر حاصل کر سکتے ہیں۔ تاہم، عملی طور پر، شور اور ٹرانسمیشن کے نقصانات ایلس اور باب کے سگنلز کے معیار کو گرا دیتے ہیں، اس بات کو محدود کرتے ہیں کہ ان کی دوربینیں کتنی دور ہوسکتی ہیں۔

Macquarie-NUS ٹیم نے تجویز پیش کی کہ کوانٹم ٹیکنالوجیز اس پابندی کو نظر انداز کر سکتی ہیں فزیکل لنک (عام طور پر ایک آپٹیکل فائبر) کو ٹیلی سکوپ سائٹس کے درمیان الجھے ہوئے کوئبٹس کے ساتھ تبدیل کر کے۔ Qubits وہ نظام ہیں جو کوانٹم کی معلومات کو ذخیرہ کرتے ہیں، اور جب الجھتے ہیں، تو ان نظاموں کی ریاستیں باہمی ربط کا اشتراک کرتی ہیں جو کلاسیکی نظاموں میں اجازت دی گئی نسبت زیادہ مضبوط ہوتی ہیں۔ جب ایلس اور باب اپنی دوربینوں پر روشنی حاصل کرتے ہیں، تو روشنی کے مادے کا تعامل معلومات کو روشنی سے ان کے کیوبٹس کی مستحکم حالت میں منتقل کرتا ہے۔ اس کے بعد وہ ہر ایک کوبٹس پر موزوں آپریشنز کا اطلاق کرتے ہیں جو سٹار لائٹ کی معلومات کو محفوظ کرتے ہیں۔ چونکہ ان کے qubits الجھے ہوئے ہیں، معلومات ان کے دونوں کیوبٹس کے بڑے سیٹ کے اندر کوانٹم ایرر درست کرنے والے کوڈ میں محفوظ ہو جاتی ہیں۔

"ایلس اور باب کی طرف سے اشتراک کردہ نتیجے میں ریاست اب … ستاروں کی روشنی کے برابر ہے جو اندر گئی،" زیکسن ہوانگ کی وضاحت کرتا ہے، جو ایک مقالے کے مرکزی مصنف ہیں۔ جسمانی جائزہ لینے کے خطوط تحقیق پر. چونکہ ستارے کی روشنی کی مجموعی حالت ایلس اور باب کے کوئبٹس میں ایک محفوظ شکل میں مشترک ہے، اس لیے یہ ماحول سے آنے والے شور کے لیے مضبوط ہے۔ مخصوص پیمائشوں کو انجام دینے سے، ایلس اور باب ستارے کی روشنی کی معلومات کو بازیافت کرنے سے پہلے اپنے کیوبٹس پر کسی بھی غلطی کا پتہ لگاسکتے ہیں اور پھر اسے درست کرسکتے ہیں، جسے وہ اپنی تصویر بنانے کے لیے استعمال کرتے ہیں۔

افق پر سپر ریزولوشن تجربات

محققین نے ظاہر کیا کہ امیجنگ کے لیے یہ کوانٹم ایرر تصحیح کی تکنیک قریب ترین کوانٹم ڈیوائسز کے لیے بھی مددگار ثابت ہوتی ہے۔ اس پروٹوکول میں، ستاروں کی روشنی کی معلومات کو تین ایک جیسے کوبٹس کے سیٹ میں محفوظ کیا جاتا ہے۔ اسے ریپیٹیشن کوڈ کے نام سے جانا جاتا ہے کیونکہ غلطیوں کے خلاف تحفظ لفظی طور پر تین بار دہرائی جانے والی معلومات سے حاصل ہوتا ہے۔ اگرچہ بڑے کوڈ بہتر تحفظ فراہم کرتے ہیں، یہاں تک کہ اس چھوٹے کوڈ نے غالب قسم کی غلطی کے خلاف مفید تحفظ فراہم کیا۔ مزید برآں، کوانٹم کمپیوٹنگ کے برعکس، جس میں غلطی کی شرح 1% سے بھی کم ہوتی ہے، امیجنگ کا پروٹوکول صرف تکرار کوڈ کا استعمال کرتے ہوئے 50% تک کی غلطی کی شرح کو برداشت کر سکتا ہے۔ "سپر ریزولوشن" امیجنگ تفاوت کی حد سے آگے اس وجہ سے شور مچانے والے کوانٹم آلات کے لیے ایک غیر متوقع قریب المدت استعمال کا معاملہ ہے، حالانکہ سائنس دان پروٹوکول کے مختلف حصوں کو نافذ کرنے سے پہلے تکنیکی چیلنجز باقی ہیں۔

کوانٹم کی خرابی کی اصلاح اس کا صفر مقناطیسی فیلڈ ڈیبیو کرتی ہے۔

چونکہ محققین کا فریم ورک کوانٹم غلطی کی اصلاح کی تکنیکوں کو کسی بھی امیجنگ کام پر لاگو کرنے کے قابل بناتا ہے جہاں تجربہ کار آبجیکٹ کو تیار کرنے کے قابل نہیں ہوتا ہے، اس کے اطلاقات فلکیات سے آگے بڑھ سکتے ہیں۔ "ایک ممکنہ ایپلی کیشن جس پر ہم میں سے کچھ غور کر رہے ہیں وہ میگنیٹومیٹری میں ہے، جہاں ہم مقناطیسی فیلڈ سینسنگ کے لیے کوانٹم سینسرز کی کارکردگی کو بڑھانے کے لیے کوانٹم غلطی کی اصلاح کا استعمال کرتے ہیں،" NUS کے ایک سینئر ریسرچ فیلو ینگکائی اویانگ بتاتے ہیں جو اس کام میں شامل تھے۔ "ہم تجربہ کاروں کے ساتھ مل کر حقیقی دوربینوں پر سپر ریزولوشن امیجنگ کے لیے اپنے سابقہ ​​پروٹوکول کو نافذ کرنے کے لیے بھی کام کر رہے ہیں۔"

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو بلاک چین۔ Web3 Metaverse Intelligence. علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/quantum-error-correction-could-help-astronomers-image-stars/