سویڈش محققین کیمسٹری میں کوانٹم کمپیوٹنگ کو لاگو کرنے کے لیے خامی کم کرنے کی تکنیک کا استعمال کرتے ہیں۔

20 اپریل، 2023 — چلمرز یونیورسٹی کے محققین نے اعلان کیا ہے کہ سویڈن میں پہلی بار، ایک کوانٹم کمپیوٹر کو کیمسٹری میں ایک حقیقی زندگی کے معاملے کے اندر حساب کتاب کرنے کے لیے ایک طریقہ استعمال کیا گیا ہے جسے Reference-State Error Mitigation (REM) کہا جاتا ہے۔ محققین کا کہنا ہے کہ کوانٹم کمپیوٹر اور روایتی کمپیوٹر دونوں سے کیلکولیشن کا استعمال کرکے شور کی وجہ سے ہونے والی غلطیوں کو درست کرکے کام کرتا ہے۔

"کوانٹم کمپیوٹرز کو تھیوری میں ایسے معاملات کو سنبھالنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے جہاں الیکٹران اور ایٹم نیوکلی زیادہ پیچیدہ طریقوں سے حرکت کرتے ہیں۔ اگر ہم ان کی پوری صلاحیت کو بروئے کار لانا سیکھ سکتے ہیں، تو ہمیں ان حدود کو آگے بڑھانے کے قابل ہونا چاہیے جس کا حساب لگانا اور سمجھنا ممکن ہے،" کیمسٹری اور کیمیکل انجینئرنگ کے شعبہ میں نظریاتی کیمسٹری کے ایسوسی ایٹ پروفیسر مارٹن راہم نے کہا، مطالعہ

کوانٹم کیمسٹری کے میدان میں، کوانٹم میکانکس کے قوانین کو یہ سمجھنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے کہ کون سے کیمیائی رد عمل ممکن ہیں، کون سے ڈھانچے اور مواد کو تیار کیا جا سکتا ہے، اور ان کی کیا خصوصیات ہیں۔ اس طرح کے مطالعے عام طور پر روایتی منطقی سرکٹس کے ساتھ بنائے گئے سپر کمپیوٹرز کی مدد سے کیے جاتے ہیں۔ تاہم ایک حد ہے جس کے لیے حسابات روایتی کمپیوٹرز سنبھال سکتے ہیں۔ چونکہ کوانٹم میکینکس کے قوانین ذیلی ایٹمی سطح پر فطرت کے رویے کو بیان کرتے ہیں، بہت سے محققین کا خیال ہے کہ ایک کوانٹم کمپیوٹر کو روایتی کمپیوٹر کے مقابلے سالماتی حساب کتاب کرنے کے لیے بہتر طریقے سے لیس ہونا چاہیے۔

"اس دنیا میں زیادہ تر چیزیں فطری طور پر کیمیائی ہیں۔ مثال کے طور پر، ہمارے انرجی کیریئرز، حیاتیات کے ساتھ ساتھ پرانی یا نئی کاروں میں، الیکٹران اور ایٹم نیوکلی سے مل کر مالیکیولز اور مواد میں مختلف طریقوں سے ترتیب دیے جاتے ہیں۔ کوانٹم کیمسٹری کے میدان میں ہم جن مسائل کو حل کرتے ہیں ان میں سے کچھ یہ حساب لگانا ہے کہ ان میں سے کون سا انتظام زیادہ امکان یا فائدہ مند ہے، ان کی خصوصیات کے ساتھ،" مارٹن رہم کہتے ہیں۔

کوانٹم کمپیوٹرز کو حاصل کرنے سے پہلے ابھی بھی ایک راستہ باقی ہے جس کے لیے محققین کا مقصد ہے۔ تحقیق کا یہ شعبہ ابھی بھی جوان ہے اور چھوٹے ماڈل کیلکولیشنز جو چلائے جاتے ہیں وہ کوانٹم کمپیوٹر کے اردگرد کے شور کی وجہ سے پیچیدہ ہوتے ہیں۔ تاہم، مارٹن رہم اور ان کے ساتھیوں نے اب ایک ایسا طریقہ ڈھونڈ لیا ہے جسے وہ ایک اہم قدم کے طور پر دیکھتے ہیں۔ اس طریقہ کار کو Reference-State Error Mitigation (REM) کہا جاتا ہے اور کوانٹم کمپیوٹر اور روایتی کمپیوٹر دونوں سے کیلکولیشن کو استعمال کرکے شور کی وجہ سے ہونے والی غلطیوں کو درست کرکے کام کرتا ہے۔

"مطالعہ اس تصور کا ثبوت ہے کہ ہمارا طریقہ کوانٹم کیمیکل حسابات کے معیار کو بہتر بنا سکتا ہے۔ یہ ایک مفید ٹول ہے جسے ہم آگے بڑھتے ہوئے کوانٹم کمپیوٹرز پر اپنے حسابات کو بہتر بنانے کے لیے استعمال کریں گے۔

طریقہ کار کے پیچھے اصول یہ ہے کہ پہلے روایتی اور کوانٹم کمپیوٹر دونوں پر ایک ہی مسئلہ کو بیان اور حل کرکے ایک حوالہ حالت پر غور کیا جائے۔ یہ حوالہ حالت اصل مسئلہ کے مقابلے میں ایک مالیکیول کی آسان وضاحت کی نمائندگی کرتی ہے جس کا مقصد کوانٹم کمپیوٹر کے ذریعے حل کرنا ہے۔ ایک روایتی کمپیوٹر مسئلے کے اس آسان ورژن کو جلدی حل کر سکتا ہے۔ دونوں کمپیوٹرز کے نتائج کا موازنہ کرکے، شور کی وجہ سے ہونے والی غلطی کی مقدار کا صحیح اندازہ لگایا جاسکتا ہے۔ حوالہ کے مسئلے کے لیے دو کمپیوٹرز کے حل کے درمیان فرق کو کوانٹم پروسیسر پر چلنے پر اصل، زیادہ پیچیدہ، مسئلے کے حل کو درست کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس نئے طریقہ کو چلمرز کے کوانٹم کمپیوٹر Särimner* کے ڈیٹا کے ساتھ ملا کر محققین نے چھوٹے مثال کے مالیکیولز جیسے ہائیڈروجن اور لیتھیم ہائیڈرائیڈ کی اندرونی توانائی کا حساب لگانے میں کامیابی حاصل کی ہے۔ روایتی کمپیوٹر پر مساوی حسابات زیادہ تیزی سے کئے جا سکتے ہیں، لیکن نیا طریقہ ایک اہم پیشرفت کی نمائندگی کرتا ہے اور یہ سویڈن میں کوانٹم کمپیوٹر پر کوانٹم کیمیکل کیلکولیشن کا پہلا مظاہرہ ہے۔

مارٹن راہم کہتے ہیں کہ "ہم اس طریقہ کار کی مزید ترقی کے لیے اچھے امکانات دیکھتے ہیں کہ جب کوانٹم کمپیوٹرز کی اگلی نسل تیار ہو، بڑے اور زیادہ پیچیدہ مالیکیولز کے حساب کتاب کی اجازت دے سکے۔"

یہ تحقیق مائیکرو ٹیکنالوجی اور نینو سائنس ڈیپارٹمنٹ کے ساتھیوں کے ساتھ قریبی تعاون سے کی گئی ہے۔ انہوں نے کوانٹم کمپیوٹر بنائے ہیں جو مطالعہ میں استعمال ہوتے ہیں، اور ان حساس پیمائشوں کو انجام دینے میں مدد کرتے ہیں جو کیمیائی حسابات کے لیے درکار ہیں۔

"صرف حقیقی کوانٹم الگورتھم استعمال کرکے ہی ہم سمجھ سکتے ہیں کہ ہمارا ہارڈ ویئر واقعی کیسے کام کرتا ہے اور ہم اسے کیسے بہتر بنا سکتے ہیں۔ کیمیکل کیلکولیشن ان اولین شعبوں میں سے ایک ہے جہاں ہمیں یقین ہے کہ کوانٹم کمپیوٹرز کارآمد ثابت ہوں گے، اس لیے مارٹن رہم کے گروپ کے ساتھ ہمارا تعاون خاص طور پر قابل قدر ہے،" مائیکرو ٹیکنالوجی اور نینو سائنس ڈیپارٹمنٹ میں کوانٹم ٹیکنالوجی کے ایسوسی ایٹ پروفیسر جوناس بائلنڈر کہتے ہیں۔

مضمون پڑھیں حوالہ ریاست کی خرابی کی تخفیف: کیمسٹری کی اعلی درستگی کوانٹم کمپیوٹیشن کے لیے ایک حکمت عملی جرنل آف کیمیکل تھیوری اینڈ کمپیوٹیشن میں۔
یہ مضمون فالگن لولور، مارٹن اسکوگ، ورنر ڈوبراٹز، کرسٹوفر وارن، جانکا بیزنارووا، امر عثمان، جیوانا ٹینکریڈی، گوران وینڈین، جوناس بائلنڈر، اور مارٹن راہم نے لکھا ہے۔ محققین چلمرز یونیورسٹی آف ٹیکنالوجی میں سرگرم ہیں۔

کے تعاون سے تحقیق کی گئی ہے۔ والنبرگ سینٹر فار کوانٹم ٹیکنالوجی (WACQT) اور EU-project OpensuperQ۔ OpensuperQ ایک کوانٹم کمپیوٹر بنانے کے مقصد سے 10 یورپی ممالک میں یونیورسٹیوں اور کمپنیوں کو جوڑتا ہے، اور اس کی توسیع Chalmers کے محققین کو کوانٹم کیمیائی حسابات کے ساتھ ان کے کام کے لیے مزید فنڈ فراہم کرے گی۔

*Särimner ایک کوانٹم پروسیسر کا نام ہے جس میں پانچ qubits، یا کوانٹم بٹس ہیں، جسے Chalmers نے Wallenberg Center for Quantum Technology (WACQT) کے فریم ورک کے اندر بنایا ہے۔ اس کا نام نورڈک افسانوں سے لیا گیا ہے، جس میں سور سرمنر کو ہر روز ذبح کر کے کھایا جاتا تھا، صرف زندہ ہونے کے لیے۔
Särimner کی جگہ اب 25 qubits کے ساتھ ایک بڑے کمپیوٹر نے لے لی ہے اور WACQT کا مقصد 100 qubits کے ساتھ ایک کوانٹم کمپیوٹر بنانا ہے جو آج کے بہترین روایتی سپر کمپیوٹرز کی صلاحیت سے کہیں زیادہ مسائل کو حل کر سکتا ہے۔

• 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۔
• ایڈریین ایشلے کے ساتھ مستقبل کا نقشہ بنانا۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://insidehpc.com/2023/04/swedish-researchers-use-error-mitigation-technique-to-apply-quantum-computing-to-chemistry/