چھوٹے کیوبٹس میں بڑی مشکلات: کوانٹم کمپیوٹرز کو تیز بنانے کی دوڑ
تاریخ: 29 جولائی 2025
فوری خبر! جب ہم سب کوانٹم کمپیوٹرز کے بارے میں حیران کن کہانیاں سن رہے ہیں، تو ہمارے سائنسدانوں نے ایک بڑی مشکل کا پتہ لگایا ہے! فرما لیب نامی ایک جگہ پر، جہاں بہت سارے ہوشیار لوگ کام کرتے ہیں، انہوں نے دریافت کیا ہے کہ کوانٹم کمپیوٹرز کے دل، جنہیں "کیوبٹس” (qubits) کہا جاتا ہے، ان میں ایک چھوٹی سی خرابی ہے۔ یہ خرابی ان کیوبٹس کو زیادہ دیر تک اپنا خاص کام کرنے سے روکتی ہے۔
کیوبٹس کیا ہیں؟
ذرا تصور کریں کہ آپ کے پاس ایک خاص قسم کا سوئچ ہے جو نہ صرف آن یا آف ہو سکتا ہے، بلکہ ایک ہی وقت میں آن اور آف دونوں حالتوں میں بھی رہ سکتا ہے! یہ بہت عجیب ہے، ہے نا؟ کوانٹم کمپیوٹرز میں کیوبٹس بالکل ایسے ہی ہوتے ہیں۔ یہ اس طرح کی جادوئی صلاحیت کی وجہ سے ہیں کہ کوانٹم کمپیوٹرز عام کمپیوٹرز سے کروڑوں گنا زیادہ طاقتور ہو سکتے ہیں۔ وہ ایسی پیچیدہ گنتی کر سکتے ہیں جو آج کے سب سے بڑے سپر کمپیوٹر بھی نہیں کر سکتے۔
مائیکرو ویوز کا جادو اور مشکل:
یہ کیوبٹس بہت نازک ہوتے ہیں۔ انہیں کام کرنے کے لیے ہمیں ان پر "مائیکرو ویوز” (microwaves) نامی بہت ہی خاص قسم کی لہریں بھیجنی پڑتی ہیں، جیسے کہ آپ کا موبائل فون سگنلز پکڑتا ہے۔ یہ مائیکرو ویوز کیوبٹس کو ان کی جادوئی حالتوں میں ڈالتی ہیں۔
لیکن، جیسے جب آپ کسی چیز کو بہت زور سے گراتے ہیں تو وہ ٹوٹ سکتی ہے، اسی طرح یہ مائیکرو ویوز بھی کیوبٹس کے ساتھ کچھ گڑبڑ کر سکتی ہیں۔ سائنسدانوں نے اب یہ پتہ لگایا ہے کہ جب ہم ان مائیکرو ویوز کو کیوبٹس کے ڈیزائن میں بھیجتے ہیں، تو ان میں سے کچھ توانائی "گم” ہو جاتی ہے۔ یہ گم شدہ توانائی کیوبٹس کو پریشان کر دیتی ہے اور وہ اپنی خاص حالت میں زیادہ دیر تک نہیں رہ پاتے، جسے "کوانٹم کوہیرنس ٹائم” (quantum coherence time) کہتے ہیں۔
یہ کیوں اہم ہے؟
سوچیں کہ آپ کو ایک بہت ہی اہم کام کے لیے ایک خاص گیند کو آسمان میں پھینکنا ہے، لیکن جب آپ اسے پھینکتے ہیں، تو تھوڑی سی ہوا اسے دبا دیتی ہے، اور وہ اتنی اونچی نہیں جاتی جتنی جانی چاہیے تھی۔ اسی طرح، اگر کیوبٹس اپنی جادوئی حالت میں زیادہ دیر تک نہیں رہ سکتے، تو کوانٹم کمپیوٹر اتنی پیچیدہ گنتی نہیں کر پائیں گے جتنی ہم ان سے توقع رکھتے ہیں۔ یہ ایسا ہے جیسے آپ کے پاس ایک سپر ہیرو ہے، لیکن اس کی طاقت کم ہو گئی ہے۔
فرما لیب کے سائنسدان کیا کہتے ہیں؟
فرما لیب کے سائنسدانوں نے اس مشکل کو "ٹرانسمن ڈیزائن” (transmon design) نامی کیوبٹس کے ایک خاص قسم میں پایا ہے۔ یہ وہ ڈیزائن ہیں جنہیں آج کل کے کوانٹم کمپیوٹر بنانے میں سب سے زیادہ استعمال کیا جا رہا ہے۔ انہوں نے پایا کہ اگر ہم ان مائیکرو ویوز کے راستے میں کچھ تبدیلیاں کریں، تو توانائی کے ضیاع کو کم کیا جا سکتا ہے۔ یہ ایک بہت بڑی کامیابی ہے کیونکہ اس کا مطلب ہے کہ ہم اپنے کوانٹم کمپیوٹرز کو اور بھی بہتر اور تیز بنا سکتے ہیں۔
یہ ہمارے لیے کیا معنی رکھتا ہے؟
یہ دریافت کوانٹم کمپیوٹنگ کے شعبے کے لیے ایک بہت بڑا قدم ہے۔ جب سائنسدان اس مسئلے کو حل کر لیں گے، تو کوانٹم کمپیوٹرز وہ کام کر سکیں گے جو آج ناممکن ہیں:
- نئی دوائیں بنانا: ہم بیماریوں کے علاج کے لیے بالکل نئی دوائیں بنا سکیں گے جو بہت مؤثر ہوں۔
- موسم کی پیش گوئی: ہم موسم کی اتنی صحیح پیش گوئی کر سکیں گے کہ ہم طوفانوں اور قدرتی آفات سے بہتر طریقے سے بچ سکیں گے۔
- مواد کی ایجاد: ہم ایسے نئے مواد بنا سکیں گے جو بہت ہلکے، مضبوط اور قابلِ استعمال ہوں۔
- مصنوعی ذہانت (AI) کو بہتر بنانا: AI مزید ہوشیار ہو جائے گی اور ہمارے لیے زندگی کو آسان بنا سکے گی۔
بچوں اور طلباء کے لیے پیغام:
یہ سب سائنس بہت دلچسپ ہے! فرما لیب کے سائنسدان اس مشکل کو حل کرنے کے لیے کام کر رہے ہیں، اور یہ وہ وقت ہے جب آپ بھی سائنس میں اپنا کردار ادا کر سکتے ہیں۔ اگر آپ کو سائنس، ریاضی، اور نئی چیزیں سیکھنے کا شوق ہے، تو یہ شعبہ آپ کے لیے بہترین ہے۔ مستقبل کوانٹم کے ہاتھ میں ہے، اور شاید آپ ہی اگلے سائنسدان بنیں جو اس شعبے میں انقلاب برپا کر دے!
یاد رکھیں، ہر بڑی ایجاد چھوٹی سی دریافت سے شروع ہوتی ہے۔ تو، اپنے آس پاس کی دنیا کو غور سے دیکھیں، سوال پوچھیں، اور سیکھتے رہیں۔ سائنس کی دنیا آپ کا انتظار کر رہی ہے!
Microwave losses in transmon designs limit quantum coherence times, study finds
اے آئی نے خبریں فراہم کر دی ہیں۔
گوگل جیمینائی سے جواب حاصل کرنے کے لیے درج ذیل سوال استعمال کیا گیا تھا:
2025-07-29 14:37 کو، Fermi National Accelerator Laboratory نے ‘Microwave losses in transmon designs limit quantum coherence times, study finds’ شائع کیا۔ براہ کرم متعلقہ معلومات کے ساتھ ایک تفصیلی مضمون تحریر کریں، جو بچوں اور طلباء کے لیے آسان زبان میں ہو، تاکہ مزید بچوں کو سائنس میں دلچسپی لینے کی ترغیب ملے۔ براہ کرم مضمون صرف اردو میں فراہم کریں۔