کوانٹم کمپیوٹر کی طاقت کو qubits میں ماپا جاتا ہے، کوانٹم کمپیوٹر میں پیمائش کی بنیادی اکائی۔ .
جب بھی میں اس طرح کا کوئی جملہ پڑھتا ہوں تو میں ہتھیلی پر ہاتھ پھیرتا ہوں۔ اس سے کوئی بھلائی نہ ہوئی، میری بینائی ختم ہونے لگی۔ مجھے جلد ہی میکلون کا رخ کرنا پڑے گا۔
میرے خیال میں کوانٹم کمپیوٹر کے بنیادی پیرامیٹرز کو کسی حد تک منظم کرنے کا وقت آگیا ہے۔ ان میں سے کئی ہیں:
- کیوبٹس کی تعداد
- ہم آہنگی کے انعقاد کا وقت (تضاد کا وقت)
- خرابی کی سطح
- پروسیسر فن تعمیر
- قیمت، دستیابی، دیکھ بھال کے حالات، معافی کا وقت، پروگرامنگ ٹولز وغیرہ۔
کیوبٹس کی تعداد
یہاں سب کچھ واضح ہے، جتنا زیادہ بہتر ہے۔ حقیقت میں، آپ کو qubits کے لیے ادائیگی کرنی پڑتی ہے، اور مثالی طور پر آپ کو کام کو مکمل کرنے کے لیے بالکل اتنے ہی Qubits خریدنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ خصوصی سلاٹ مشینوں کے ڈویلپر کے لیے، فی مشین ایک کیوبٹ کافی ہے (بے ترتیب پن پیدا کرنے کے لیے)۔ "بروٹ فورس" کے لیے RSA-2048 - کم از کم 2048 qubits۔
سب سے زیادہ مشہور کوانٹم الگورتھم کا نام گروور اور شور کے نام پر رکھا گیا ہے۔ گروور آپ کو ہیشز کو "ہیک" کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ بٹ کوائن کو کریش کرنے کے لیے، آپ کو بورڈ پر کم از کم 256 کیوبٹس والے کمپیوٹرز کی ضرورت ہے (آپ بٹ کوائن کی پیچیدگی کے ساتھ کھیل سکتے ہیں، لیکن آئیے اس راؤنڈ نمبر پر قائم رہیں)۔ شور آپ کو اعداد کو فیکٹرائز کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ متعدد لمبائی n بائنری ہندسوں کو فیکٹر کرنے کے لیے، آپ کو کم از کم n qubits کی ضرورت ہے۔
موجودہ زیادہ سے زیادہ: 50 کیوبٹس ()۔ اور حقیقت میں، 50 qubits کی حد ہے۔ کوانٹم کمپیوٹر سمولیشن کی حد۔ نظریہ میں، ہم کلاسیکی کمپیوٹرز پر کسی بھی تعداد میں کوئبٹس کی نقل کر سکتے ہیں۔ عملی طور پر، ایک سمولیشن میں ایک کوبٹ شامل کرنے کے لیے کلاسیکی کمپیوٹرز کو دوگنا کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس میں ہر سال qubits کے دوگنا ہونے کی افواہوں کو شامل کریں، اور اپنے آپ سے یہ سوال پوچھیں: 25651210242048 qubits کے لیے الگورتھم کو کیسے ڈیبگ کیا جائے؟ کوئی سمیلیٹر نہیں ہے؛ آپ کوانٹم پروسیسر پر بریک پوائنٹ سیٹ نہیں کر سکتے۔
ہم آہنگی کے انعقاد کا وقت (تضاد کا وقت)
ہم آہنگی اور ہم آہنگی ایک چیز نہیں ہے۔ میں ورکنگ میموری کی تخلیق نو سے ہم آہنگی کا موازنہ کرنا چاہتا ہوں۔ RAM کی پٹی پر اربوں خلیے ہیں، ہر ایک چارج کے ساتھ، صفر یا ایک۔ یہ چارج ایک بہت دلچسپ جائیداد ہے - یہ نالیوں. ابتدائی طور پر "یونٹ" سیل 0.99 سیل، پھر 0.98 سیل، اور اسی طرح بن جاتا ہے۔ اس کے مطابق، 0.01، 0.02، 0.03 صفر پر جمع ہوتے ہیں... اس چارج کی تجدید، "دوبارہ تخلیق" کرنا ہوگی۔ نصف سے کم کوئی بھی چیز صفر پر دوبارہ ترتیب دی جاتی ہے، باقی سب کچھ ایک پر دھکیل دیا جاتا ہے۔
کوانٹم پروسیسرز کو دوبارہ تخلیق نہیں کیا جا سکتا۔ اس کے مطابق، تمام حسابات کے لیے ایک چکر ہے، یہاں تک کہ پہلے "لیک" ہونے تک۔ پہلے "ڈرپ" سے پہلے کا وقت ڈیکوہرنس ٹائم کہلاتا ہے۔ ہم آہنگی ایک ایسی حالت ہے جب کیوبٹس ابھی تک "لیک" نہیں ہوئے ہیں۔ آپ تھوڑی اور بالغ وضاحتیں دیکھ سکتے ہیں۔
Decoherence qubits کی تعداد سے متعلق ہے: qubits جتنے زیادہ ہوں گے، ہم آہنگی کو برقرار رکھنا اتنا ہی مشکل ہے۔ دوسری طرف، اگر آپ کے پاس بڑی تعداد میں qubits ہیں، تو آپ ان میں سے کچھ کو ڈیکوہرنس سے وابستہ غلطیوں کو درست کرنے کے لیے استعمال کر سکتے ہیں۔ یہاں سے باہر بہتی ہےکہ qubits کی تعداد بذات خود کچھ بھی حل نہیں کرتی۔ آپ qubits کی تعداد کو دوگنا کر سکتے ہیں اور ان میں سے 90% ڈیکوہرنس کو ٹھیک کرنے میں خرچ کر سکتے ہیں۔
یہ وہ جگہ ہے جہاں منطقی کوبٹ کا تصور عمل میں آتا ہے۔ موٹے الفاظ میں، اگر آپ کے پاس 100 کوئبٹس والا پروسیسر ہے، لیکن ان میں سے 40 کا مقصد ڈیکوہرنس کو ٹھیک کرنا ہے، تو آپ کے پاس 60 منطقی کوئبٹس رہ جائیں گے۔ جن پر آپ اپنا الگورتھم چلاتے ہیں۔ منطقی qubits کا تصور اب بجائے نظریاتی ہے؛ میں نے ذاتی طور پر عملی نفاذ کے بارے میں نہیں سنا ہے۔
غلطیاں اور ان کی اصلاح
کوانٹم پروسیسرز کی ایک اور لعنت۔ اگر آپ کوئبٹ کو الٹ دیتے ہیں، تو آپریشن کے ناکام ہونے کا 2% امکان ہے۔ اگر آپ 2 کوئبٹس کو الجھاتے ہیں تو غلطی کی شرح 8% تک ہے۔ ایک 256 بٹ نمبر لیں، اسے SHA-256 پر ہیش کریں، آپریشنز کی تعداد شمار کریں، ان تمام کارروائیوں کو بغیر کسی غلطی کے انجام دینے کے امکان کا حساب لگائیں۔
ریاضی دان ایک حل فراہم کرتے ہیں: غلطی کی اصلاح۔ الگورتھم ہیں۔ 2 منطقی کیوبٹس میں سے ایک الجھن کو نافذ کرنے کے لیے 100.000 فزیکل کیوبٹس کی ضرورت ہوتی ہے۔ بٹکو کپیٹس جلد نہیں آئیں گے۔
پروسیسر فن تعمیر
سخت الفاظ میں، کوئی کوانٹم کمپیوٹر نہیں ہیں. صرف کوانٹم پروسیسرز ہیں۔ جب کام کرنے کا وقت ملی سیکنڈ تک محدود ہے تو آپ کو رام کی ضرورت کیوں ہے؟ میں Q# میں پروگرام کرتا ہوں، لیکن یہ ایک اعلیٰ سطحی زبان ہے۔ اپنے آپ کو 15 qubits مختص کریں، اور ان کے ساتھ جو چاہیں کریں. وہ چاہتا تھا، دسویں کے ساتھ پہلی کوبٹ کو الجھا دے۔ مطلوبہ - پہلے چھ کو الجھا دیا۔
ایک حقیقی پروسیسر پر ایسی کوئی آزادی نہیں ہے۔ میں نے پہلے کوئبٹ کو 15 کے ساتھ الجھانے کو کہا - کمپائلر 26 اضافی آپریشنز تیار کرے گا۔ اگر آپ خوش قسمت ہیں۔ اگر آپ بدقسمت ہیں، تو یہ سو پیدا کرے گا۔ حقیقت یہ ہے کہ qubit صرف اپنے پڑوسیوں کے ساتھ الجھ سکتا ہے۔ میں نے فی کوئبٹ 6 سے زیادہ پڑوسی نہیں دیکھے۔ اصولی طور پر، ایسے کمپائلر موجود ہیں جو کوانٹم پروگراموں کو بہتر بناتے ہیں، لیکن وہ اب بھی نظریاتی ہیں۔
ہر پروسیسر کی ہدایات کا ایک مختلف سیٹ ہوتا ہے، اور qubits کے درمیان رابطے مختلف ہوتے ہیں۔ ایک مثالی دنیا میں، ہمارے پاس صوابدیدی Rx، Ry، Rz، اور ان کے مجموعے ہیں، نیز درجن بھر خصوصیات پر مبنی مفت الجھاؤ، نیز سویپ: آپریٹرز کو دیکھیں . حقیقت میں، ہمارے پاس qubits کے کئی جوڑے ہیں، اور CNOT (q[0], q[1]) کو الجھانے میں ایک آپریشن کی لاگت آتی ہے، اور CNOT(q[1], q[0]) میں 7 لگتے ہیں۔ اور ہم آہنگی پگھل جاتی ہے۔ .
قیمت، دستیابی، دیکھ بھال کے حالات، معافی کا وقت، پروگرامنگ ٹولز...
قیمتوں کی تشہیر نہیں کی جاتی ہے، اوسط شہری کے لیے دستیابی صفر کے قریب ہے، فرسودگی کے وقت کا عملی طور پر حساب نہیں لگایا گیا ہے، پروگرامنگ کے اوزار ابھی بچپن میں ہیں۔ arxiv.org پر دستاویزات۔
تو ایک نیا کوانٹم کمپیوٹر جاری کرتے وقت آپ کو ماہرین سے کیا معلومات درکار ہیں؟
مندرجہ بالا فہرست کے علاوہ، مجھے اختیارات پسند ہیں۔ и :
اگر صرف ایک نئے کوانٹم کمپیوٹر کے بارے میں ہر مضمون دو خصوصیات کے ساتھ شروع ہوتا ہے - مقدار بیک وقت الجھے ہوئے qubits، اور qubit برقرار رکھنے کا وقت۔
یا اس سے بھی بہتر - ایک سادہ بینچ مارک کو چلانے میں جو وقت لگتا ہے، مثال کے طور پر، نمبر 91 کے بنیادی عوامل کو تلاش کرنا۔
ماخذ: www.habr.com