کوانٹم میکانکس کوانٹم سپرپوزیشن سٹیٹس کا استعمال کرتے ہوئے ایٹموں اور مالیکیولز کی غیر مرئی دنیا کو بیان کرتا ہے، جس سے ایک جسمانی نظام کو بیک وقت دو بالکل مختلف حالتوں میں ظاہر ہونے کی اجازت ملتی ہے۔ کوانٹم کمپیوٹرز اس پراسرار خاصیت کا استعمال ایسے حسابات کو انجام دینے کے لیے کرتے ہیں جو روایتی کمپیوٹرز کے ساتھ عملی طور پر ناممکن ہیں، ایک ایسی صلاحیت جس نے حالیہ برسوں میں بہت زیادہ توجہ مبذول کی ہے۔
کوانٹم کمپیوٹرز کوانٹم سپرپوزیشن 0 اور 1 کی کوانٹم سپرپوزیشن حالتوں میں کمپیوٹیشن کو انجام دینے کے لیے استعمال کرتے ہیں۔ کسی بھی کوانٹم کمپیوٹیشن کو دو بنیادی آپریشنز، سنگل کیوبٹ گیٹس اور دو کیوبٹ گیٹس کے ساتھ انجام دیا جاتا ہے۔*6. اعلی کارکردگی والے کوانٹم کمپیوٹرز کا احساس کرنے کے لیے، ہمیں تیز رفتار اور درست گیٹ آپریشنز کی ضرورت ہے۔
کوانٹم کمپیوٹرز کی ترقی کو دنیا بھر میں فروغ دیا جا رہا ہے، اور اس نے متعدد طریقوں کو اپنایا ہے، جن میں ایک ایٹم یا آئنوں کی ہیرا پھیری سے لے کر سیمی کنڈکٹرز اور سپر کنڈکٹنگ سرکٹس کے استعمال تک کی تجاویز شامل ہیں۔ سپر کنڈکٹنگ سرکٹ اپروچ کو اب بڑے سرکٹس میں کوانٹم سپرپوزیشن اسٹیٹس کو سمجھنے کے لحاظ سے ایک فائدہ کے طور پر دیکھا جاتا ہے، اور دو کیوبٹ گیٹس کے تیز رفتار عمل کے لیے ضروری کیوبٹس کے مضبوط جوڑے کو حاصل کرنے میں نسبتاً آسانی ہے۔
qubits کا جوڑا ایک کپلر کے ساتھ کیا جاتا ہے (تصویر 1)۔ کچھ عرصہ پہلے تک، اہم آلات کو جوڑے کی مستقل طاقت کے ساتھ فکسڈ کپلر بنائے گئے ہیں۔*7، لیکن توجہ اب ٹیون ایبل کپلرز کی طرف مبذول ہو رہی ہے، جو کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے ضروری سایڈست جوڑے کی طاقت کی پیشکش کے طور پر دیکھے جاتے ہیں۔
ٹیون ایبل کپلر متضاد تقاضوں کو پورا کرتے ہیں: مضبوط کپلنگ کے ساتھ تیز رفتار دو کیوبٹ گیٹ، اس کے ساتھ جوڑے کو بند کر کے بقایا جوڑے کی غلطیوں کو کم کرنے کی صلاحیت کے ساتھ۔ نیز، یہ افضل ہے کہ کمپیوٹیشنز میں استعمال ہونے والا کوئبٹ ایک فکسڈ فریکوئنسی ٹرانسمون کوئبٹ ہے، جو انتہائی مستحکم ہے، اس کی ساخت سادہ ہے اور اسے گھڑنا آسان ہے۔ اس کے علاوہ، جوڑے ہوئے دو کیوبٹس کی فریکوئنسی نمایاں طور پر مختلف ہونی چاہیے، کیونکہ اس سے کراس اسٹالک کی غلطیاں کم ہوتی ہیں، اور یہ کیوبٹ فریکوئنسیوں کے ڈیزائن کی اقدار سے انحراف کے خلاف مضبوط ہے، اس طرح ڈیوائس فیبریکیشن میں پیداوار میں بہتری آتی ہے۔ تاہم، یہاں مسئلہ یہ ہے کہ کوئی ٹیون ایبل کپلر ابھی تک مکمل طور پر مختلف فریکوئنسیوں کے ساتھ دو فکسڈ فریکوئنسی ٹرانسمون کوئبٹس کے لیے مکمل آف کپلنگ اور تیز دو کیوبٹ گیٹ آپریشنز کو یکجا کرنے میں کامیاب نہیں ہو سکا ہے۔
