ایتھ زیوریخ کے محققین کوٹھی کے لیے کوانٹم اینٹینگلمنٹ کا استعمال کرتے ہوئے 'مکمل ڈائی' تیار کرتے ہیں

ETH زیورخ کے محققین، جن کی قیادت ریناتو رینر کر رہے تھے، نے دو کیوبٹس کو 30 میٹر کے ٹنل کے ذریعے مائیکروویو فوٹونز سے جوڑ کر ایک “مکمل ڈائے” تیار کیا، اور پھر ایک دو ذرائع والے ایکسٹریکٹر کے ساتھ آؤٹ پٹ کو بہتر بنایا۔ نیچر میں شائع ہونے والا یہ تجربہ ایسے تصادفی اعداد پیدا کرتا ہے جن کی غیر متوقعیت فزکس کے ذریعے تصدیق کی گئی ہے، جس سے کرپٹوگرافی اور گیمنگ میں اطلاقات کا امکان ہے جن کا کلاسیکل جنریٹرز مقابلہ نہیں کر سکتے۔

زیورخ میں ایک 30 میٹر کے ٹنل کے اندر، دو کیوبٹس مائیکروویو کی چھوٹی چھوٹی آوازیں تبادلہ کرتے ہیں اور ایسے اعداد نکل آتے ہیں جنہیں کوئی مشین دوبارہ نہیں چیک سکتی۔ ریناتو رینر کی قیادت میں ایک ETH زیورخ ٹیم نے اینٹینگلمنٹ اور ایک دو ذرائع والے ایکسٹریکٹر کا استعمال کرتے ہوئے ایک ایسی تصادفی لہر تیار کی جو ہارڈویئر کے افتراضات کے بجائے فزکس کے ذریعے تصدیق شدہ ہے۔ یہ نتیجہ ڈیٹرمینزم کے پرانے آرام کو چیرتا ہے اور کرپٹوگرافی اور لاتری سسٹم جیسے عملی اسٹیکس کی طرف براہ راست اشارہ کرتا ہے۔ Published in Nature، یہ کام دعویٰ کرتا ہے کہ غیر قابل پیشگوئی ہونا ناپیداری کا باعث نہیں بلکہ حقیقت کا ایک بنیادی خاصہ ہے۔

روزانہ کی زندگی قابل پیشگوئی لگتی ہے، لیکن کوانتم فزکس ہمیشہ زمین کھینچ لیتی ہے۔ سب سے چھوٹے پیمانے پر، نتائج کو تعین نہیں کیا جا سکتا، اور یہ عدم یقین ہمارے اوزاروں کا خطا نہیں ہے، بلکہ فطرت کا طریقہ ہے۔ سائنسدانوں نے طویل عرصے سے پوچھا ہے کہ کیا اس غیر قابل کمی کے افراتفری کو استعمال کرکے خالص تصادفیت پیدا کی جا سکتی ہے۔ ETH زیورخ کے محققین اب کہتے ہیں کہ ہاں، اور ان کا ثبوت حیرت انگیز ہے۔

کریپٹوگرافر ریناتو رینر کی قیادت میں، ٹیم نے ایک "مکمل ڈائے" تعمیر کیا، جو ایک ایسا نظام ہے جو بٹس پیدا کرتا ہے جن کی پیشگوئی کوئی نہیں کر سکتا، نہ ہی اس کے موجدین۔ اس سیٹ اپ میں مائیکروویو فوٹونز کے ذریعے تقریباً 98 فٹ کی دوری پر جڑے 2 کیوبٹس کے درمیان کوانٹم اینٹینگلمنٹ استعمال کیا گیا۔ ایک کیوبٹ پر ناپنے کے نتائج دوسرے کے ساتھ مطابقت رکھتے تھے، لیکن انفرادی نتائج بنیادی طور پر نا معلوم رہے۔

ان ناپوں کے اصل نتائج کو پھر ایک "دو ذرائع والے ایکسٹریکٹر" کے ساتھ پروسیس کیا گیا، جو کمزور تصادفی انپٹس کو ثابت شدہ تصادفی آؤٹپٹس میں صاف کرنے کا طریقہ ہے۔ یہ دعویٰ فزکس پر مبنی ہے، نہ کہ ڈیوائس کے اندر کے حصوں پر بھروسہ کرنے پر۔ دوسرے الفاظ میں، تصادفیت تجربے کی ساخت اور کوانٹم تھیوری خود کے ذریعے تصدیق کی جاتی ہے۔ یہ کام نیچر میں شائع ہوا ہے، اور یہ بیل ٹیسٹ تحقیق کے دہائیوں پر مبنی ہے جو پوشیدہ کلاسیکل متغیرات کو مسترد کرتی ہے۔

یہ طریقہ الگورتھمز یا بے ترتیب ماحولیاتی شور پر انحصار کرنے والے عام جنریٹرز سے مختلف ہے۔ یہاں، پیداوار کو کوانٹم میکینکس کے قوانین سے منسلک کیا جاتا ہے۔ فوری مقصد کرپٹوگرافی ہے، جہاں کلیدی تحفظ عدم پیشگوئی پر زندہ یا مردہ ہوتا ہے۔ بینک، کلاؤڈ فراہم کنندگان، اور ہارڈویئر سیکورٹی ماڈیولز ان تصدیق شدہ بٹس کو کلید تخلیق، محفوظ بُوت، اور اعلیٰ درجے کی تصدیق میں استعمال کر سکتے ہیں۔

گیمنگ اور لاتریز بھی واضح امیدوار ہیں، حالانکہ سکیلنگ اور لاگت رفتار طے کریں گی۔ تحقیق کاروں نے نتیجہ کو کوانٹم فائدے کا ثبوت بھی پیش کیا ہے، ایک ایسا شعبہ جہاں کلاسیکل مشینیں ضمانت کے ساتھ مقابلہ نہیں کر سکتیں۔ ڈویلپرز اور سی آئی ایس او کے لیے عملی پیغام آسان ہے: فزکس کے مطابق اینٹروپی وہ بنیاد بلند کر سکتی ہے جو اب بھی جعلی تصادفی بیج پر منحصر ہیں۔

ٹولز اور پروٹوکولز کے علاوہ، یہ نتیجہ ایک لمبے عرصے سے جاری بحث کو متاثر کرتا ہے۔ اگر کچھ نتائج کا پیشگوئی سے باہر ہونا ثابت ہو جائے، تو غیرتعینی صرف ناگزیری نہیں، بلکہ حقیقت میں گھلی ہوئی ہے۔ اس سے کوانٹم میکانکس کے احتمالی نقطہ نظر کو تائید ملتی ہے اور پوشیدہ تعینی وضاحت کے لیے جگہ کم ہوتی ہے۔ یہ خطرہ کے ماڈلز کو بھی دوبارہ تعریف کرتا ہے: کچھ عدم یقین کو صرف اوسط لے کر دور نہیں کیا جا سکتا، بلکہ اس کا احترام کیا جانا چاہیے اور، جیسا کہ یہاں دکھایا گیا ہے، اسے استعمال بھی کیا جا سکتا ہے۔