ڪوانٽم ڪمپيوٽنگ هڪ نئين ٽيڪنالاجي آهي جيڪا ڪوانٽم فزڪس استعمال ڪندي مسئلن کي حل ڪرڻ لاءِ جيڪي روايتي ڪمپيوٽرن جي صلاحيتن کان ٻاهر آهن.
ڪيتريون ئي ڪمپنيون هاڻي حقيقي مقدار جي هارڊويئر کي هزارين ڊولپرز لاءِ دستياب بڻائڻ جي ڪوشش ڪري رهيون آهن، هڪ اهڙو اوزار جنهن جو سائنسدانن فقط ٽي ڏهاڪن اڳ خواب ڏٺو هو.
نتيجي طور، اسان جا انجنيئر اڪثر ڪري وڌ کان وڌ طاقتور سپر ڪنڊڪٽنگ ڪوانٽم ڪمپيوٽرن کي ترتيب ڏئي رهيا آهن، اسان کي دنيا کي تبديل ڪرڻ لاءِ ضروري ڪوانٽم ڪمپيوٽنگ جي رفتار ۽ صلاحيت جي ويجهو آڻيندا آهن.
هن پوسٽ ۾، اسان کي هڪ ويجهي نظر ڏينداسين مقدار جو گڏ ڪرڻ ۽ اوزار ۽ فريم ورڪ جيڪي ان سان گڏ هلن ٿا، انهي سان گڏ اهي جتي 2022 ۾ هوندا.
Quantum Computing ا آهي؟
اهي سپر ڪمپيوٽر سپر پوزيشن ۽ entanglement جي اصولن تي ٺهيل آهن، جيڪي ڪوانٽم فزڪس جا ٻه پهلو آهن. ڪوانٽم ڪمپيوٽر هاڻي ڪم ڪري سگهن ٿا انهن شرحن تي جيڪي تيزيءَ جا آرڊر آهن روايتي ڪمپيوٽرن جي ڀيٽ ۾ جڏهن تمام گهٽ توانائي استعمال ڪن ٿا.
1980s ۾، ڪوانٽم ڪمپيوٽنگ جو علائقو پيدا ٿيو. پوءِ اهو ظاهر ڪيو ويو ته ڪوانٽم الگورٿمز ڪمپيوٽر جي ڪجهه ڪمن کي حل ڪرڻ ۾ انهن جي روايتي برابري کان وڌيڪ ڪارائتو هئا.
ڪوانٽم ڪمپيوٽنگ ڪمپيوٽر سائنس جو هڪ نظم آهي جيڪو ڪمپيوٽنگ ٽيڪنالاجي جي ترقي تي ڌيان ڏئي ٿو ڪوانٽم ٿيوري تصورن جي بنياد تي. اهو ذيلي ائٽمي ذرڙن جي غيرمعمولي صلاحيت کي استعمال ڪري ٿو ڪيترن ئي رياستن ۾ هڪ ئي وقت ۾، جهڙوڪ 0 ۽ 1. اهي عام ڪمپيوٽرن جي ڀيٽ ۾ تمام گهڻي ڊيٽا پروسيس ڪرڻ جي قابل آهن.
ڪوانٽم ڪمپيوٽنگ آپريشنز ۾ ڪوبٽ ٺاهڻ لاءِ ڪنهن شئي جي ڪوانٽم اسٽيٽ استعمال ڪئي ويندي آهي. Qubits ڪوانٽم ڪمپيوٽنگ جا بنيادي ڊيٽا يونٽ آهن. ڪوانٽم ڪمپيوٽنگ ۾، اهي ساڳيا ڪم ڪن ٿا جيڪي بٽس عام ڪمپيوٽنگ ۾ ڪندا آهن، پر اهي بلڪل مختلف طريقي سان ڪم ڪن ٿا.
روايتي بٽ بائنري آهن ۽ صرف 0 يا 1 جي پوزيشن کي برقرار رکي سگهن ٿا، جڏهن ته qubits سڀني ممڪن رياستن جي سپر پوزيشن شامل ڪري سگھن ٿا.
Quantum Computing لاءِ بهترين فريم ورڪ
1. سرڪ
Cirq گوگل جي Quantum AI ٽيم پاران ٺهيل هئي. اهو ڪمانٽم سرڪٽس کي ڊزائين ڪرڻ ۽ بهتر ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي جيڪي پوءِ ڪوانٽم ڪمپيوٽرن ۽ سموليٽرز تي آزمايا ويندا آهن. Cirq لاجواب آهي ڇو ته اهو پيش ڪري ٿو ڊولپمينٽ سموليٽر جيڪي حقيقي زندگي ۾ ڏسڻ وارن سان بلڪل ملندڙ جلندڙ آهن.
ان جو مطلب اهو آهي ته لائبريري NISQ (Noisy Intermediate-scale Quantum) جي چوڌاري هارڊويئر جي تفصيلن ذريعي ڪم ڪري ٿي ته جيئن اسان پڪ ڪري سگهون ته الورورٿم يا سرڪٽ ختم ٿيڻ کان پوءِ حقيقي ڪوانٽم ڪمپيوٽر تي هلائي سگهجي ٿو.
نتيجي طور، ان کي قابليت ۽ قابل استعمال مقدار جي سرڪٽ ٺاهڻ لاء استحصال ڪرڻ جي صلاحيت آهي. ان ۾ پڻ interoperability خاصيتون آهن. ھڪڙو سافٽ ويئر جيڪو درآمد ۽ برآمد ڪري ٿو ڪوانٽم سرڪٽس ۽ سموليشن، مثال طور.
پروگرامنگ ڪوانٽم ڪمپيوٽرن لاءِ هڪ فريم ورڪ جيڪي اوپن سورس آهن. سرق هڪ آهي Python سافٽ ويئر پيڪيج جيڪو توهان کي ڪوانٽم ڪمپيوٽرن ۽ سموليٽرز تي عمل ڪرڻ کان پهريان ڪوانٽم سرڪٽ ٺاهڻ، ٺاهي، ۽ بهتر ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو.
Cirq اڄ جي شور ڪندڙ وچولي پيماني تي ڪوانٽم ڪمپيوٽرن سان ڊيل ڪرڻ لاءِ هڪ ڪارائتو خلاصو آهي، جتي هارڊويئر جون گهرجون انتهائي اهم آهن نتيجا حاصل ڪرڻ لاءِ.
مضمونن جي
- qubits تي ڪم ڪندڙ دروازن مان، توھان سکي سگھو ٿا ته ڪائونٽم سرڪٽس ڪيئن ٺاھجن. سکو ته هڪ لمحو ڇا آهي ۽ ڪيئن مختلف داخل ڪرڻ واري حڪمت عملي توهان جي مثالي سرڪٽ جي تعمير ۾ مدد ڪري سگهي ٿي. سکو ته ڪھڙي ريت سرڪٽ کي سلائس ۽ ڊيس ڪرڻ لاءِ نئين ۽ سڌريل سرڪٽس ٺاھڻ لاءِ.
- ٽيڪنالاجي جي پابندين تي هڪ اهم اثر آهي ته ڇا هڪ سرڪٽ کي معاصر هارڊويئر تي لاڳو ڪري سگهجي ٿو. سکو ته گوگل جي ڪوانٽم ڪمپيوٽنگ سروس کي ڪيئن پروگرام ڪجي ۽ انهن حدن کي منهن ڏيڻ لاءِ ڊوائيسز ڪيئن ٺاهجن.
- ٻئي لهرن جا افعال ۽ کثافت ميٽرڪس Cirq ۾ ٺهيل سموليٽر آهن. مونٽي ڪارلو يا مڪمل کثافت ميٽرڪس سموليشن استعمال ڪري سگھجن ٿيون شور جي مقدار جي چينلن کي منهن ڏيڻ لاءِ.
- گوگل جي ڪوانٽم پروسيسرز تي ٽيسٽون ڪرڻ لاءِ، سرق ڪوانٽم ڪمپيوٽنگ سروس سان تعاون ڪري ٿو.
2. پروجيڪٽ Q
ETH زيورخ ٺاهيو ProjectQ، هڪ اوپن سورس ڪوانٽم ڪمپيوٽنگ سافٽ ويئر آرڪيٽيڪچر. اهو هڪ مضبوط ۽ سڌو مهيا ڪري ٿو نحو Python ۾ ڪوانٽم ايپليڪيشن ٺاهڻ لاءِ استعمال ڪندڙن لاءِ. ProjectQ پوءِ انهن اسڪرپٽ کي ڪنهن به شڪل ۾ تبديل ڪري سگهي ٿو بيڪ-اينڊ، چاهي اهو هڪ ڪلاسيڪل ڪمپيوٽر سموليٽر هجي يا ڪوانٽم پروسيسر.
ProjectQ پوءِ انهن ايپليڪيشنن کي ڪنهن به قسم جي پٺاڻن ۾ تبديل ڪري سگهي ٿو، جهڙوڪ ڪلاسيڪل ڪمپيوٽر سموليٽر يا ڪوانٽم پروسيسر، جهڙوڪ IBM Quantum Experience پليٽ فارم.
مضمونن جي
- آئي ٽي هڪ اعلي سطحي آهي پروگرامنگ واري ٻولي quantum پروگرامن لاء.
- اهو هڪ ماڊلر ۽ موافقت وارو ڪمپلر آهي.
- اهو پڻ پيش ڪري ٿو ڪيترن ئي هارڊويئر ۽ سافٽ ويئر پس منظر.
- فرميونڪ مسئلن کي حل ڪرڻ لاءِ ڪوانٽم ڪمپيوٽر لائبريري (FermiLib).
- IBM Quantum Experience chip، AQT ڊوائيسز، AWS Braket، ۽ IonQ سروس مهيا ڪيل ڊوائيسز سڀ ڪوانٽم الگورتھم هلائڻ لاءِ استعمال ڪري سگھجن ٿيون.
- تجريد جي اعليٰ سطح تي، ڪوانٽم پروگرامن کي نقل ڪري سگهجي ٿو (مثال طور، وڏن اوريڪلز جي عمل کي نقل ڪرڻ بجاءِ انهن کي هيٺين سطح جي دروازن تي گڏ ڪرڻ)
- ڪلاسيڪل ڪمپيوٽرن تي، ڪوانٽم پروگرام ٺاهي سگھجن ٿا.
3. ٽينسو فلو ڪوانٽم
Python فريم ورڪ TensorFlow Quantum (TFQ) ڪوانٽم لاءِ آهي مشين جي سکيا. TFQ هڪ TensorFlow ايپليڪيشن فريم ورڪ آهي جيڪو quantum algorithm ۽ مشين لرننگ جي محققن کي اجازت ڏئي ٿو گوگل جي ڪوانٽم ڪمپيوٽنگ فريم ورڪ کي سڌو سنئون TensorFlow کان.
TensorFlow Quantum ھڪڙو پروگرام آھي جيڪو quantum ڊيٽا تي ڌيان ڏئي ٿو ۽ ڪوانٽم-ڪلاسيڪل ھائبرڊ ماڊلز جي ٺاھڻ تي. اهو Cirq ڊزائين ڪيل ڪوانٽم ڪمپيوٽنگ ٽيڪنڪ ۽ منطق کي TensorFlow APIs سان گڏ ڪري ٿو، انهي سان گڏ اعلي ڪارڪردگي ڪوانٽم سرڪٽ سموليٽر.
TFQ فريم ورڪ ٻنهي روايتي ۽ هائبرڊ ماڊل کي هلائڻ لاءِ استعمال ٿي سگهي ٿو، جهڙوڪ Quantum CNN (QCNN). نتيجي طور، TFQ ڪنهن به مسئلي لاء استعمال ڪري سگهجي ٿو جيڪو اڳ ۾ ناممڪن طريقي سان جواب ڏيڻ ناممڪن هو. ڪجھ حقيقي-دنيا جي مسئلن جو جواب ڏيڻ لاءِ، ڪوانٽم يا ڪوانٽم-ڪلاسيڪل هائبرڊ ماڊل ٺاهڻ لاءِ TFQ سان شروع ڪريو.
مضمونن جي
- محقق TFQ استعمال ڪري سگھن ٿا ٽينسر ٺاهڻ لاءِ quantum datasets، quantum ماڊلز، ۽ روايتي ڪنٽرول پيرا ميٽرز استعمال ڪندي ھڪڙي ڪمپيوٽري نيٽ ورڪ ۾.
- ٽينسر استعمال ڪيا ويندا آھن مقدار جي ڊيٽا کي ذخيرو ڪرڻ لاءِ (ھڪ گھڻائي جہتي انگن جو تعداد). ڪوانٽم ڊيٽا جي هر ٽينسر کي Cirq ڪوانٽم سرڪٽ طور بيان ڪيو ويو آهي جيڪو پرواز تي ڪوانٽم ڊيٽا ٺاهي ٿو.
- محقق Cirq استعمال ڪري سگھي ٿو ڪوانٽم کي پروٽوٽائپ ڪرڻ لاءِ نظرياتي نيٽورڪ جيڪو بعد ۾ TensorFlow ڪمپيوٽ گراف ۾ شامل ڪيو ويندو.
- گڏوگڏ ڪيترن ئي ڪوانٽم سرڪٽس کي ٽريننگ ۽ ان تي عمل ڪرڻ جي صلاحيت TensorFlow Quantum جي هڪ وڏي خصوصيت آهي.
4. Percevel
Perceval هڪ اوپن سورس فريم ورڪ آهي پروگرامنگ فوٽوونڪ ڪوانٽم ڪمپيوٽرن لاءِ جيڪو Perceval پاران تيار ڪيو ويو آهي، هڪ فرانسيسي ڪاروبار آهي جيڪو روشني جي ڦيرڦار جي بنياد تي ڪوانٽم ڪمپيوٽرن جي نئين نسل جي تعمير تي ڌيان ڏئي ٿو.
Perceval اوزار پيش ڪري ٿو لڪير آپٽيڪل اجزاء مان سرڪٽ ٺاهڻ، سنگل فوٽون ذريعن جي وضاحت ڪرڻ، فوڪ رياستن کي هٿي ڏيڻ، ڪوانٽم سموليشن کي هلائڻ، شايع ٿيل تجرباتي پيپرن کي ٻيهر تيار ڪرڻ، ۽ هڪ سادي اعتراض تي مبني Python API ذريعي ڪوانٽم الگورتھم جي نئين نسل سان تجربو ڪرڻ.
ان جو مقصد هڪ ساٿي اوزار هجڻ آهي ڪوانٽم فوٽوونڪ سرڪٽس جي تعمير لاءِ - انهن جي ڊيزائن کي تخليق ڪرڻ ۽ بهتر ڪرڻ لاءِ، ٻنهي مثالي ۽ حقيقي رويي کي ماڊل ڪرڻ، ۽ انهن کي پسمنظر جي تصور ذريعي ڪنٽرول ڪرڻ لاءِ هڪ معياري انٽرفيس پيش ڪرڻ.
اهو مقامي ڊيسڪ ٽاپ تي هلائڻ لاءِ بهتر ڪيو ويو آهي، HPC ڪلسٽرز لاءِ ڪيترن ئي واڌارن سان، ۽ فوٽوونڪ سرڪٽس تي ڪوانٽم الگورتھم جي عددي ۽ علامتي تخليق لاءِ نفيس پٺاڻن تائين رسائي فراهم ڪري ٿي.
توھان پڻ استعمال ڪري سگھوٿا اڳ ۾ ٺاھيل اجزاء جو ھڪڙو وڏو تعداد الورورٿمز ۽ پيچيده لينر آپٽڪس سرڪٽ ٺاهڻ لاءِ. سڃاتل الورورٿمس جي هڪ لائبريري دستياب آهي، انهي سان گڏ انهن کي استعمال ڪرڻ بابت سبق.
توھان پڻ استعمال ڪري سگھوٿا ڪوڊ جون ڪجھ لائينون تجربن کي انجام ڏيڻ لاءِ الورورٿمز کي ٺيڪ ڪرڻ لاءِ، تجرباتي ڊيٽا سان مقابلو ڪرڻ، ۽ شايع ٿيل پبليڪيشن کي ٻيهر ٺاھيو.
مضمونن جي
- ھڪڙي قسم جو فن تعمير مڪمل طور تي لڪير واري نظريات ۽ فوٽوونڪ ڪوانٽم ڪمپيوٽنگ ڏانھن وقف ڪيو ويو آھي
- پروجيڪٽ هڪ اوپن سورس پروجيڪٽ آهي هڪ ماڊلر فن تعمير سان جيڪو ڪميونٽي جي تعاون کي ڀليڪار ڪري ٿو.
- تيار ڪيل اجزاء جي وڏي لائبريري کي استعمال ڪندي، الگورتھم ۽ پيچيده لينر آپٽڪس سرڪٽ ٺاهيو. سڃاتل الورورٿمس جي هڪ لائبريري دستياب آهي، انهي سان گڏ انهن کي استعمال ڪرڻ بابت سبق.
- تجربا ڪريو الگورتھم سان انھن کي ٺيڪ ڪرڻ لاءِ، انھن کي تجرباتي ڊيٽا سان ڀيٽيو، ۽ موجوده اشاعتن کي ڪوڊ جي چند لائينن ۾ نقل ڪريو.
- فوٽوونڪ سرڪٽس تي ڪوانٽم الگورتھم کي نقل ڪرڻ لاءِ، نفيس پس منظر استعمال ڪريو. Perceval عددي ۽ علامتي ڪارڪردگيءَ جي لحاظ کان مقامي ڊيسڪ ٽاپ تي هلائڻ لاءِ ٺهيل آهي، HPC ڪلسٽرز لاءِ ڪيترن ئي واڌارن سان.
5. ڪِسڪِٽ
اسان ڄاڻون ٿا ته جيڪڏهن اسان ايندڙ نسل جي ٽيڪنالاجي بابت ڳالهائي رهيا آهيون، IBM کي پيش ڪرڻ لاء ڪجهه هوندو. اهو ضرور ڪري ٿو. QisKit ڪوانٽم سافٽ ويئر ٺاهڻ لاءِ هڪ اوپن سورس پليٽ فارم آهي.
Qiskit هڪ IBM-فنڊ ٿيل سافٽ ويئر فريم ورڪ آهي جيڪو صارفين لاءِ سکڻ آسان بڻائي ٿو مقدار جو گڏ ڪرڻ. ڇاڪاڻ ته ڪوانٽم ڪمپيوٽرن جو اچڻ مشڪل آهي، توهان استعمال ڪري سگهو ٿا ڪلائوڊ فراهم ڪندڙ جهڙوڪ IBM جي Qiskit ٽول ڪٽ هڪ تائين رسائي حاصل ڪرڻ لاءِ.
اهو استعمال ڪرڻ لاء مڪمل طور تي آزاد آهي، ۽ سڀ ڪوڊ آهي کليل ذريعو. اتي ھڪڙو آن لائن درسي ڪتاب آھي جيڪو توھان کي سيکاري ٿو سڀ بنيادي شيون ڪوانٽم فزڪس، جيڪي شروعات ڪندڙن لاءِ تمام ڪارآمد آھن جيڪي موضوع کان ناواقف آھن.
ڪوانٽم ڪمپيوٽر استعمال ڪري سگھجن ٿا دال، سرڪٽس ۽ ايپليڪيشن ماڊلز جي سطح تي.
مضمونن جي
- مختلف سطحن جا استعمال ڪندڙ Qiskit استعمال ڪري سگھن ٿا تحقيق ۽ ايپليڪيشن ڊولپمينٽ لاءِ ڇاڪاڻ ته اهو ڪمانٽم گيٽس جي مڪمل مجموعن ۽ اڳ ۾ ٺهيل سرڪٽس جي هڪ حد سان گڏ اچي ٿو.
- توهان استعمال ڪري سگهو ٿا Qiskit Runtime quantum applications coordinate to Cloud-based CPUs، QPUs، ۽ GPUs، انهي سان گڏ حقيقي ڪوانٽم پروسيسرز تي سرگرمين کي هلائڻ ۽ شيڊول ڪرڻ لاءِ.
- ٽرانسپائلر Qiskit ڪوڊ کي هڪ موثر سرڪٽ ۾ تبديل ڪري ٿو پس منظر جي اصلي گيٽ سيٽ کي استعمال ڪندي، صارفين کي ڪنهن به ڪوانٽم پروسيسر يا آرڪيٽيڪچر لاءِ ڊزائين ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو گهٽ ۾ گهٽ انپٽس سان.
ٿڪل
اختصار ڪرڻ لاءِ، ڪوانٽم ڪمپيوٽر اڄ جي انڪرپشن ٽيڪنڪ کي تمام ٿورڙي وقت ۾ تيزيءَ سان داخل ڪري سگھن ٿا، جڏهن ته سڀ کان وڏي سپر ڪمپيوٽر جي دستيابي ۾ هاڻي سال لڳن ٿا.
ان حقيقت جي باوجود ته ڪوانٽم ڪمپيوٽر اڄ جي ڪيترن ئي انڪرپشن اسڪيمن کي ٽوڙڻ جي قابل هوندا، اميد آهي ته اهي هيڪ پروف متبادل ٺاهيندا. ڪوانٽم ڪمپيوٽرز بهتري جي مسئلن کي حل ڪرڻ ۾ شاندار آهن.
جواب ڇڏي وڃو