محققین نے دکھایا ہے کہ سرٹیفائیڈ کوانٹم رینڈم نیس کو ایک کیوبٹ پر آسان وقت پر مبنی ٹیسٹوں کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا جا سکتا ہے جو پہلے کے پیچیدہ ملٹی پارٹیکل سیٹ اپ سے آگے ایک نیا قدم ہے۔ یہ غیر ہیک ایبل ڈیجیٹل سیکیورٹی کی طرف ایک راستہ کھولتا ہے۔

بینک اکاؤنٹس سے لے کر نجی مباحثوں کو خفیہ کرنے تک ہر چیز کو محفوظ بنانے کے لیے رینڈم نیس ضروری ہے ، پھر بھی تنہا کمپیوٹر ہی حقیقی بے رینڈم نیس پیدا نہیں کرسکتے ۔ وہ قواعد کا ایک پیش گوئی کرنے والا سیٹ استعمال کرتے ہیں ، لہذا نظریہ میں ان ’’ رینڈم ‘‘ نمبروں کا بھی اندازہ لگایا جاسکتا ہے۔ تاہم ، کوانٹم کی دنیا بنیادی طور پر رینڈم ہے ، اور اگر ہم اس کے مطابق تجربات کو ڈیزائن کرسکتے ہیں تو ، ہم رینڈم نیس کو ایسے عددپیدا کرنے کے لیے استعمال کرسکتے ہیں جو واقعی ایک قابل اعتماد ذریعہ ہوں۔

صرف تین سالوں میں ، تحقیق کی اس لائن نے رمن ریسرچ انسٹی ٹیوٹ (آر آر آئی) میں نمایاں طور پر ترقی کی ہے ، جو بھارت سرکار کے محکمہ سائنس اور ٹیکنالوجی (ڈی ایس ٹی) کی حمایت یافتہ ایک خود مختار ادارہ ہے جو دریافت کو آلے میں تبدیل کرنے والی اشاعتوں کا سلسلہ رکھتا ہے۔

آر آر آئی میں کوانٹم انفارمیشن اینڈ کمپیوٹنگ (کیو آئی سی) لیب کے سربراہ پروفیسر ارباسی سنہا نے کہا ، ’’ہماری تثلیث تین محاذوں میں ایک خیال کو آگے بڑھاتی ہے - سخت بنیادی توثیق ، رینڈم نیس کی عملی سرٹیفیکیشن ، اور تعیناتی - کلاؤڈ میں کوانٹم کمپیوٹرز پر چلنے والی مصدقہ رینڈم نیس پر اختتام پذیر ہوتی ہے۔‘‘

ایک تاریخ ساز تجربے کے طور پر، آر آر آئی کے محققین نے 2022 میں ایک تجرباتی نتیجہ شائع کیا تاکہ یہ معلوم کیا جا سکے کہ آیا دنیا کلاسیکی طور پر پیش گوئی کی جا سکتی ہے، یا کوانٹم میکانکس کے اصولوں کے تحت چلتی ہے۔ انھوں نے روشنی کے واحد ذرات کے فوٹون استعمال کرکے اور وقت کے ساتھ ان کے ارتباط کی جانچ کرکے فیصلہ کن طور پر کوانٹم میکانکس کو درست ثابت کیا۔ یہ ایک مضبوط تجرباتی وائلیشن سے حاصل کیا گیا جسے لیگٹ گرگ عدم مساوات کہا جاتا ہے۔ ایسا کرتے ہوئے، ہر ممکنہ خامی جو شکوک و شبہات پیدا کر سکتی تھی، پہلی بار منظم طریقے سے ایک ساتھ بند کر دی گئی، اس طرح ایک لوپ ہول فری فوٹونک آرکیٹیکچر قائم ہوا۔

اس کے بعد محققین نے کام کے پیچھے بنیادی اصولوں کو تلاش کرنے سے حقیقی دنیا کی ایپلی کیشنز کو تلاش کرنے کی طرف منتقل کیا۔ انھوں نے 2024 میں شائع ہونے والے ایک کام میں کوانٹم رینڈم نمبر جنریٹر تیار کرنے کے لیے اپنے لوپ ہول فری فوٹونک آرکیٹیکچر کا استعمال کیا۔ یہ نیا آلہ کوانٹم میکانکس کے ذریعہ تصدیق شدہ رینڈم جنریشن پیدا کرنے کے قابل تھا۔ اس نے تقریبا ایک ملین یونٹ مضبوط رینڈم بٹس تیار کیے، جو ایک ملین سکے پلٹنے کے ڈیجیٹل برابر ہے، اور کوانٹم ٹیمپورل ارتباط سے تصدیق شدہ رینڈم نیس تیار ہے۔ اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ اس کام کے پیچھے بنیادی طبیعیات اب مواصلات اور خفیہ کاری کے نظام میں تکنیکی ترقی کے لیے تیار ہے۔

کام کے اس جسم میں سب سے حالیہ پیش رفت اب 2025 میں آئی ہے ، جب انڈین انسٹی ٹیوٹ آف سائنس (اور کیلگری یونیورسٹی) کے ساتھیوں کے ساتھ ٹیم نے دکھایا کہ مصدقہ کوانٹم رینڈم نیس کو کلاؤڈ کے ذریعے دستیاب عام مقصد کے کوانٹم کمپیوٹر پر محسوس کیا جاسکتا ہے اور اسے وسیع آپٹیکل ٹیبلز یا خصوصی لیبز کی ضرورت نہیں ہے۔ یہ تبدیلی ایک بڑی چھلانگ تھی ، کیونکہ پہلے مظاہرے پیچیدہ ، پروف آف تصور آپٹیکل انتظامات اور پوشیدہ اثرات کے عین مطابق خاتمے پر منحصر تھے۔ اگرچہ سخت تھا ، لیکن اس طرح کا نقطہ نظر صرف انتہائی خصوصی طبیعیات کی لیبارٹریوں میں ہی عملی تھا۔

اس سے پہلے الجھے ہوئے ذرات کا استعمال کرتے ہوئے مصدقہ رینڈم نیس حاصل کیا گیا ہے جو خلا میں الگ ہوتے ہیں۔ تاہم، دستیاب کوانٹم کمپیوٹرز پر فی الحال لوپ ہول فری نفاذ ممکن نہیں ہے۔ جدت یہ تھی کہ خلا میں علیحدگی سے وقت کی طرف منتقل کیا جائے۔ طویل فاصلے پر ذرات کو احتیاط سے الگ کرنے کے بجائے، سائنسدانوں نے ایک کیوبٹ لیا - کوانٹم کمپیوٹر کی سب سے آسان اکائی، اور اس پر بنیادی مرحلہ وار وقتی پیمائش کا ایک سلسلہ تیار کیا۔ مختلف اوقات میں کیوبٹ کا مشاہدہ کرکے، نتائج کی کوانٹم تصدیق کرنا اور حقیقی غیر متوقع ہونے کی ڈگری کی پیمائش کرنا ممکن تھا۔

تصویر: تینوں اداروں کے ذریعہ باہمی تعاون سے کیے گئے کام نے قابل رسائی کوانٹم کمپیوٹر کا استعمال کرتے ہوئے طبیعیات کے قوانین کے ذریعہ رینڈم نیس کی تصدیق کے اہل بنایا

یہ صرف ایک تصوراتی کامیابی نہیں تھی ، بلکہ ایک تکنیکی کامیابی تھی۔ پہلی بار ، طبیعیات کے قوانین کے ذریعہ تصدیق شدہ رینڈم نیس - وقتی (لیگٹ-گارگ) ارتباط کے ذریعہ - تجارتی طور پر دستیاب ، کلاؤڈ قابل رسائی کوانٹم کمپیوٹر پر پیدا کی گئی تھی: آئی بی ایم کا سپر کنڈکٹنگ کیوبٹ پلیٹ فارم۔

’’اس نقطہ نظر کی سادگی ہی ہے جو اسے طاقتور بناتی ہے۔ اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ آج کے پرشور اور چھوٹے پیمانے پر کوانٹم پروسیسرز بھی سرٹیفائیڈ رینڈم نیس جیسے بنیادی وسائل فراہم کر سکتے ہیں۔‘‘

نیاپن ایک خیال کو ایک بار اپنی مرضی کے مطابق بنائے گئے آپٹکس لیبز تک محدود ایک پلیٹ فارم میں لانے میں مضمر ہے جسے انٹرنیٹ تک رسائی رکھنے والا کوئی بھی شخص ، اصولی طور پر ، استعمال کرسکتا ہے۔ اس کے علاوہ ، یہ اس دائرہ کار کو وسیع کرنے میں مدد کرتا ہے کہ کوانٹم کمپیوٹرز کیا کرنے کے قابل ہیں ، خصوصی مسائل کو حل کرنے سے لے کر اب محفوظ مواصلات کے لیے ایک حقیقی وسائل کی پیش کش تک پھیلا ہوا ہے۔ مصدقہ رینڈم نیس کرپٹوگرافی کے لیے لازمی ہے، خاص طور پر ممکنہ طور پر محفوظ نظاموں کے لیے جہاں ڈیجیٹل کیز کو غیر مشروط طور پر ناقابل اندازہ رہنا چاہیے، اور یہ تحقیق اس طرح کے پروٹوکول کو کوانٹم ڈیوائس پر آسانی سے انجام دینا قابل فہم بناتی ہے۔ اس کے ساتھ ہی، یہ تکنیک انفرادی کیوبٹس کی درستگی کا مقداری اندازہ لگانے کے ایک ذریعہ کے طور پر کام کرتی ہے، جو کوانٹم ہارڈ ویئر کی ایک آسان لیکن موثر توثیق فراہم کرتی ہے۔

یہ ثابت کرکے کہ مصدقہ رینڈم نیس نازک آپٹیکل سیٹ اپ اور کمرشل کوانٹم پروسیسرز کی چپس دونوں میں پروان چڑھ سکتا ہے، محققین نے نہ صرف محفوظ ٹیکنالوجی کے لیے ایک طاقتور ٹول فراہم کیا ہے، بلکہ خود کوانٹم ریئلٹی کا ایک شاندار معیار بھی فراہم کیا ہے۔

***

(ش ح – ع ا)

U. No. 6931

(Release ID: 2173916) Visitor Counter : 4