بنیادی طبیعیات
کوارک، مرکزے، پلازما اور کوانٹم مادّہ: سب سے چھوٹے سمیولیٹ کیے گئے نظام، اور حسابی لحاظ سے سب سے مہنگوں میں سے۔
درجہ بندی کی بنیاد۔ یہ سمیولیشنز بنیادی نظریے، معیاری ماڈل اور کوانٹم میکانیات سے شروع ہوتی ہیں اور اس کے نتائج کا حساب لگاتی ہیں۔ یہ طبعی مظاہر کو اولین اصولوں سے پیدا کرنے کے سب سے قریب ہیں۔ یہ بھی بتاتی ہیں کہ سینڈ باکس کی مادّے کی سب سے باریک نچلی حدوں کو اتنی کمپیوٹنگ کیوں چاہیے۔
لیٹس QCD
چار جہتی مکانی و زمانی نقطوں کی جالی پر کوارک اور گلوون، جو صرف مضبوط قوت سے پروٹونوں، نیوٹرانوں اور دوسرے ہیڈرانز کی کمیتیں اور خصوصیات نکالنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: صرف نظریے سے شروع کر کے پروٹون کی کمیت کیا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: گرڈ کا فاصلہ اور ڈبے کی جسامت سمجھوتے ہیں۔ نتائج کو تسلسل اور لامحدود حجم کی طرف بڑھایا جاتا ہے، لیکن وہ کبھی وہاں پہنچتے نہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1017 FLOPS موٹا اندازہ ایک قومی سپر کمپیوٹر کا مختص حصہ، بڑے حصے کے چند ہفتے۔تب سے: 1979 Creutz کا خالص SU(2) لیٹس گیج تھیوری کا مونٹی کارلو مطالعہ، کوارکس کے بغیر؛ کوارکس بعد میں آئے ماخذسمیولیشنز کے درخت میں: جالی گیج مونٹی کارلو
کولائیڈر واقعات کی تخلیق
ایکسیلریٹر میں ہر پروٹون پروٹون تصادم، سخت بکھراؤ سے پارٹون شاور سے ہوتے ہوئے ہیڈرونوں کی بوچھاڑ تک جو ڈیٹیکٹر تک پہنچتی ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: اگر کوئی مجوزہ نیا ذرّہ حقیقی ہوتا تو ڈیٹا کیسا دکھتا؟
چھوڑ دیتا ہے: تمام معاون عملوں کے درمیان کوانٹم مداخلت کا تخمینہ صرف غالب عملوں کو رکھ کر لگاتا ہے، پیرامیٹروں کو ماضی کے ڈیٹا کے مطابق ٹیون کر کے۔
چلتی ہے: تقریباً 1015 FLOPS موٹا اندازہ ایک گرڈ کمپیوٹنگ کلسٹر، اربوں سمیولیٹ شدہ تصادم پروسیس کرتا ہوا۔تب سے: 1982 کولائیڈر طبیعیات کے لیے ابتدائی کمپیوٹرائزڈ پارٹون شاور واقعہ ساز۔
ڈیٹیکٹر کا ردعمل
تصادم سے نکلنے والا ہر ذرہ سلیکون، کیلوریمیٹر اور مقناطیس کی تہوں سے گزرتا اور توانائی چھوڑتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: ڈیٹیکٹر کون سے حقیقی اشارے چھوڑ دے گا، اور کون سے جعلی بنائے گا؟
چھوڑ دیتا ہے: فرض کرتا ہے کہ ڈیٹیکٹر کی ہندسی ساخت اور انشانکن بالکل ڈیزائن کے مطابق ہیں، جبکہ پرانی ہوتی تاریں اور اشعاعی نقصان انہیں بتدریج بگاڑتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1015 FLOPS موٹا اندازہ ایک یونیورسٹی یا گرڈ کمپیوٹنگ کلسٹر، سالانہ کئی ملین CPU گھنٹے۔تب سے: 1974 CERN کا ڈیٹیکٹر ڈیزائن کے لیے پہلا عمومی ذرّاتی ترسیل کا کوڈ۔
کائناتی شعاعوں کے فضائی شاور
خلا سے ایک بہت توانا ذرّہ بالائی فضا سے ٹکراتا ہے اور نیچے آتے ہوئے اربوں ثانوی ذرّات میں پھیل جاتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کس قسم کے ذرّے نے، کتنی دور سے، وہ نمونہ بنایا جو ہمارے زمینی ڈیٹیکٹروں نے دیکھا؟
چھوڑ دیتا ہے: ٹکراؤ کے ایسے ماڈلوں پر انحصار کرتا ہے جنہیں کسی ایکسیلیریٹر کی آزمائی ہوئی کسی بھی توانائی سے بہت آگے بڑھایا گیا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1014 FLOPS موٹا اندازہ ایک چھوٹا کلسٹر یا طاقتور ورک اسٹیشن، فی شاور سیٹ چند گھنٹے۔تب سے: 1961 کائناتی شعاعوں کے ذرات کی آبشاروں کے ابتدائی مونٹی کارلو ماڈل۔
ایکسیلریٹر شعاع کی حرکیات
باردار ذرات کے گچھے مقناطیسوں میں کئی ملین چکر لگاتے ہیں، میدانوں اور ایک دوسرے کے دھکے سے چلتے ہوئے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا شعاع مضبوطی سے مرکوز رہتی ہے، یا آہستہ آہستہ پھیل کر دیواروں سے ٹکراتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: مقناطیسوں کو ایسا مانتا ہے جیسے وہ عین تصریح کے مطابق بنے ہوں، حالانکہ حقیقی مقناطیسوں میں تیاری کی چھوٹی غلطیاں ہوتی ہیں جو کئی ملین چکروں میں اہم ہو جاتی ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1013 FLOPS موٹا اندازہ ایک ڈیسک ٹاپ ورک اسٹیشن یا چھوٹا کلسٹر، فی لیٹس ڈیزائن چند منٹ۔تب سے: 1959 پہلے مضبوط فوکس والے سنکروٹرونوں کے لیے ابتدائی کمپیوٹر سراغ کے مطالعے۔
نیوٹرینو ڈیٹیکٹر کی سمیولیشن
پانی، برف یا مائع کے ٹینک کی گہرائی میں نیوٹرینو کے تعامل سے پیدا ہونے والی روشنی یا برقی بار، جسے ڈیٹیکٹر میں سے گزار کر معلوم کیا جاتا ہے کہ ایک حقیقی واقعہ کیسا دکھتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: اس قسم کا نیوٹرینو کون سا اشارہ چھوڑے گا، اور کیا ہم اسے پس منظر سے الگ کر سکتے ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: ایک حقیقی ڈیٹیکٹر کی تاریں، بلبلے اور اوپر کی چٹانی تہہ ایسا شور شامل کرتی ہیں جس کا کوئی سمیولیشن پوری طرح اندازہ نہیں کر سکتا۔
چلتی ہے: تقریباً 1015 FLOPS موٹا اندازہ ایک یونیورسٹی یا اشتراکی کلسٹر، فی ڈیٹیکٹر ڈیزائن چند ہفتے۔تب سے: 1987 1987 کے سپرنووا نیوٹرینو کے پھٹنے کی تشریح کے لیے بنائی گئی ڈیٹیکٹر سمیولیشنز۔
کیلوریمیٹر شاور کے تخلیقی ماڈل
مکمل ذرّاتی ترسیل کے رنز پر تربیت یافتہ نیورل نیٹ ورک جو ڈیٹیکٹر میں ایک شاور کی توانائی کے ذخیرے لاگت کے ایک معمولی حصے پر پیدا کرتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا ایک تربیت یافتہ جنریٹر ڈیٹیکٹر سمیولیشن کے سب سے سست حصے کی جگہ لے سکتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: یہ تربیتی رنز کے اعداد و شمار کو دہراتا ہے، نئی طبیعیات نہیں، اور دیکھی ہوئی توانائیوں سے باہر بھٹک جاتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1016 FLOPS موٹا اندازہ کئی ملین مکمل شاور واقعات پر تربیت، پھر سستی نمونہ گیریتب سے: 2017 CaloGAN, a generative adversarial network for 3D electromagnetic showers (2017) ماخذ
لیٹس میدانی نظریے کے لیے بہاؤ پر مبنی نمونہ لینا
ایک تربیت یافتہ نارملائزنگ فلو لیٹس پر پورے میدانی ترتیبوں کی تجویز دیتا ہے، جنہیں پھر ایک درست قبول یا مسترد کرنے والے مرحلے سے درست کیا جاتا ہے تاکہ جواب میں کوئی یک طرفہ جھکاؤ نہ رہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا سیکھے ہوئے نمونہ ساز عام لیٹس مونٹی کارلو کی بحرانی سست روی کو مات دے سکتے ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: زیادہ تر کم ابعاد کے کھلونا نظریوں میں دکھایا گیا؛ لیٹس کے حجم کے ساتھ تربیت کی لاگت تیزی سے بڑھتی ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1017 FLOPS موٹا اندازہ تربیت کے ساتھ بڑے جالی اینسمبلتب سے: 2019 Flow-based generative models for Markov chain Monte Carlo in lattice field theory (2019) ماخذ
جوہری ساخت
مرکزے میں بندھے پروٹون اور نیوٹران، ان کے درمیان قوتوں سے حساب کیے گئے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کون سے آاسوٹوپ سرے سے موجود ہو سکتے ہیں، اور وہ کون سی شکلیں لیتے ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: نیوکلیونز کے درمیان قوت اب بھی ٹھیک ٹھیک معلوم نہیں، اس لیے ہر مرکزہ اس کے تخمینے سے نکالا جاتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1015 FLOPS موٹا اندازہ ایک یونیورسٹی کلسٹر، ایک بھاری مرکزے کے لیے چند دن۔تب سے: 1965 مین فریم پر ابتدائی شیل ماڈل کے ڈائگنلائزیشن کے حسابات۔
ری ایکٹر کے مرکز کی طبیعیات
بجلی گھر کے ری ایکٹر کے اندر نیوٹران پیدا ہوتے، بکھرتے، جذب ہوتے اور مرکزوں کو توڑتے ہیں، جو حرارت اور ٹھنڈا کرنے والے بہاؤ سے جڑے ہوئے ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا ایندھن جلنے کے ساتھ زنجیری ردعمل مستحکم رہتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: ایک پرانے ہوتے حقیقی ری ایکٹر کی ہر دراڑ، جوڑ اور بہاؤ کے راستے کو پوری طرح گرفت میں نہیں لے سکتا۔
چلتی ہے: تقریباً 1015 FLOPS موٹا اندازہ ایک یونیورسٹی یا صنعتی کلسٹر، فی کور سائیکل چند گھنٹے۔تب سے: 1948 Ulam, von Neumann اور Metropolis کے ENIAC پر پہلے مونٹی کارلو نیوٹرون رنز۔
اشعاع کی منتقلی
ذرّات مادّے میں سے گزرتے ہیں، ایک وقت میں ایک تعامل: مریض میں ریڈیو تھراپی کی شعاعیں، خلائی جہاز کے خول میں کائناتی شعاعیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کتنی خوراک رسولی میں پڑتی ہے، اور اس کے ارد گرد ہر چیز میں کتنی؟
چھوڑ دیتا ہے: جسم یا ڈھانچے کو مقررہ ہندسہ سمجھتا ہے، اور نمائش کے دوران اس کی حرکت، جیسے سانس لینا، چھوڑ دیتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1013 FLOPS موٹا اندازہ ایک ہسپتال کا طبیعیات ورک اسٹیشن یا چھوٹا کلسٹر، فی منصوبہ چند منٹ۔تب سے: 1968 ریڈیو تھراپی کی منصوبہ بندی کے لیے تجویز کیے گئے پہلے مونٹی کارلو خوراک کے حسابات۔
جوہری بحرانیت کی حفاظت
ذخیرہ یا سنبھالے جانے والے شگافی مادّے میں سے مونٹی کارلو نیوٹران کی نقل و حمل، یہ جانچنے کے لیے کہ کوئی حادثاتی سلسلہ وار ردعمل شروع نہ ہو سکے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا شگاف پذیر مادّے کی یہ ترتیب حادثاتی طور پر بحرانی (critical) حالت تک پہنچ سکتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: فرض کرتا ہے کہ اعلان نامے پر درج ہندسی ساخت اور مادّہ اصل موجودگی سے ملتے ہیں، اس لیے نتیجہ اتنا ہی قابلِ اعتماد ہے جتنی دستاویزات۔
چلتی ہے: تقریباً 1013 FLOPS موٹا اندازہ ایک ڈیسک ٹاپ ورک اسٹیشن؛ فی ترتیب چند منٹ سے چند گھنٹے۔تب سے: 1957 جنگ کے دوران حادثات کے بعد رسمی حفاظتی قواعد بننے پر بحرانی حالت (کرٹیکلٹی) کے ابتدائی کمپیوٹرائزڈ حساب۔
تابکاری لگنا اور تحلیل کے سلسلے
نیوٹرانوں یا شعاعوں کے سامنے آنے والے مادّے نئے تابکار ہم جا بناتے ہیں، پھر سلسلوں میں گھٹتے ہوئے استحکام کی طرف جاتے ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: شعاع پڑنے کے بعد یہ مادّہ کتنا تابکار ہوگا، اور کتنی دیر کے لیے؟
چھوڑ دیتا ہے: نایاب، مختصر عمر والے ہم جا کے لیے جوہری ڈیٹا عام ہم جا کے مقابلے میں ادھورا ہے، اس لیے ثانوی راستوں میں زیادہ اندازہ ہوتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1012 FLOPS موٹا اندازہ ایک لیپ ٹاپ؛ پورا تابکار زنجیر کا حساب چند سیکنڈ لیتا ہے۔تب سے: 1962 ری ایکٹر کے مادّوں میں فعالیت اور تابکار انحطاط کے ابتدائی کمپیوٹر کوڈ۔
فیوژن افزائشی بلینکٹ کی نیوٹرونکس
فیوژن ردعمل سے نکلنے والے نیوٹران ارد گرد کے بلینکٹ میں سست ہوتے ہیں، ٹرائٹیم ایندھن بناتے ہیں اور وہ حرارت چھوڑتے ہیں جو ٹربائن کو چلائے گی۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا بلینکٹ (ری ایکٹر کو گھیرنے والی تہہ) ری ایکٹر کو ایندھن دیتے رہنے کے لیے کافی ٹریشیم بناتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: ایسے ڈیزائن پر ماڈل کیا گیا جو ابھی مکمل پیمانے پر موجود نہیں، اس لیے مادّے کا اہم رویہ آگے بڑھا کر اندازہ لگایا گیا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1014 FLOPS موٹا اندازہ ایک ورک اسٹیشن یا چھوٹا کلسٹر، فی ڈیزائن قسم چند گھنٹے۔تب سے: 1980 مجوزہ فیوژن ری ایکٹر بلینکٹس کے ابتدائی نیوٹرونکس مطالعے۔
جوہری جالی مؤثر میدانی نظریہ
پروٹون اور نیوٹران مکان و زمان کی جالی پر رکھے جاتے ہیں اور ایک چیرل مؤثر نظریے سے تعامل کرتے ہیں، جنہیں مونٹی کارلو سے حل کر کے جوہری ساخت ملتی ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا ہلکے مرکزوں کی برانگیختہ حالتیں، جیسے کاربن 12 کی Hoyle حالت، نیوکلیون کی قوتوں سے حساب کی جا سکتی ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: ہلکے اور درمیانے مرکزوں تک محدود؛ سائن پرابلم طے کرتے ہیں کہ کون سے نظام تک پہنچا جا سکتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1018 FLOPS موٹا اندازہ بڑی مشینوں پر بڑے مونٹی کارلو رنزتب سے: 2011 Ab initio calculation of the Hoyle state (2011) ماخذ
وقت پر منحصر نیوکلیائی اوسط میدان کی حرکیات
ٹکراتے اور ٹوٹتے مرکزوں کا حقیقی وقت میں سراغ، ہر نیوکلیون اپنے ارتقا کے دوران باقی سب کے اوسط میدان میں حرکت کرتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: دو مرکزے جب چھوتے ہیں تو ان کا کیا ہوتا ہے: وہ جڑتے ہیں یا اچھل کر دور ہوتے ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: ایک مین فیلڈ مختلف نتائج کے درمیان کوانٹم سرنگ زنی یا ان اتار چڑھاؤ کو بیان نہیں کر سکتی جو فِشن کی پیداوار کو تقسیم کرتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1015 FLOPS موٹا اندازہ کلسٹر پر تین جہتی Skyrme قسم کے وقت پر منحصر رنز۔تب سے: 1976 Bonche، Koonin اور Negele کا مرکزوں کے تصادم کا یک بعدی وقت پر منحصر ہارٹری فوک حساب۔ ماخذ
نیوٹران ستارے کی پرت کے پاستا کی حرکیات
نیوٹرون ستارے کی پرت کی سب سے گہری تہہ، جہاں نیوٹرون اور پروٹون سلاخیں اور چادریں بناتے ہیں، جس کی سختی اور نیوٹرینو کے بکھیرنے کو جاننے کے لیے سالماتی حرکیات سے پیروی کی جاتی ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: نیوٹرون ستارے کی پرت کی بنیاد پر مادّہ کون سی شکلیں اختیار کرتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: نیوکلیون کا باہمی عمل ایک سادہ ٹھیک بٹھایا گیا پوٹینشل ہے اور ڈبہ کسی حقیقی پرت سے بہت چھوٹا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1015 FLOPS موٹا اندازہ دسیوں ہزار نیوکلیونز کی سالماتی حرکیات، کثافتوں پر دہرائی گئی۔تب سے: 2004 ہوروویٹز، پیریز گارسیا اور پیکارویچ کی غیر یکساں نیوٹران سے بھرپور مادّے کی سالماتی حرکیات اور اس کی نیوٹرینو کے لیے عدمِ شفافیت۔ ماخذ
فیوژن پلازما کا ہنگامہ
سورج کے مرکز سے زیادہ گرم ہائیڈروجن پلازما، جو مقناطیسی میدان میں قید ہے، اور اس کے ساتھ وہ ہنگامہ خیز منتقلی جو حرارت کے نقصان کو چلاتی ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: مشین کو کتنا بڑا ہونا چاہیے کہ وہ اپنی خرچ کی ہوئی توانائی سے زیادہ توانائی بنانے لگے؟
چھوڑ دیتا ہے: ری ایکٹر کے پیمانے پر مکمل ہنگامہ ابھی بھی بہت مہنگا ہے، اس لیے زیادہ تر رنز ایک ٹکڑا سمیولیٹ کر کے نتائج کو پورے پر لاگو کرتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1017 FLOPS موٹا اندازہ ایک قومی سپر کمپیوٹر، چند ہفتوں کے لیے بڑا مختص حصہ۔تب سے: 1983 ٹوکامک پلازماؤں کے لیے ابتدائی گائروکائنیٹک ہنگامے کے کوڈ۔
ذرّہ بہ جالی پلازما
کئی ملین باردار بڑے ذرّات جالی پر محفوظ برقی اور مقناطیسی میدانوں میں سے گزرتے ہیں، جو پلازما سے ٹکراتی لیزروں اور ویک فیلڈ ایکسیلریشن کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا پلازما لہر الیکٹرانوں کو کلومیٹروں کی بجائے سینٹی میٹروں میں تیز کر سکتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: ہر سمیولیٹ شدہ ذرہ بہت سے حقیقی ذرات کی نمائندگی کرتا ہے، جو اصل پلازما کے باریک دانے دار پن کو دھندلا کر دیتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1016 FLOPS موٹا اندازہ ایک بڑا GPU کلسٹر، پورے ویک فیلڈ رن کے لیے چند دن۔تب سے: 1959 Buneman اور Dawson کے پہلے الیکٹروسٹیٹک پارٹیکل اِن سیل پلازما رنز۔
پلازما کا توازن اور استحکام
مقناطیسی طور پر قید پلازما کی پوری شکل، جسے اس دباؤ اور کرنٹ کے مقابل جانچا جاتا ہے جو وہ مڑنے، پھٹنے یا بکھرنے سے پہلے سہار سکتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا یہ پلازما ترتیب اپنی شکل برقرار رکھے گی یا بیٹھ جائے گی؟
چھوڑ دیتا ہے: حقیقی خلل اکثر چھوٹی خامیوں اور ملاوٹوں سے شروع ہوتے ہیں جنہیں مثالی توازن شامل نہیں کرتا۔
چلتی ہے: تقریباً 1015 FLOPS موٹا اندازہ ایک یونیورسٹی کلسٹر، فی توازن اسکین چند گھنٹے۔تب سے: 1958 پہلے مقناطیسی قید کے آلات کے لیے ابتدائی حساب شدہ توازن۔
جمودی قید کا اندرونی دھماکہ
ایندھن کا ایک چھوٹا کیپسول جسے شدید اشعاع اندر کی طرف دھکیلتی ہے یہاں تک کہ وہ فیوژن کے لیے اتنا گرم اور گھنا ہو جائے، جسے اشعاع، ہائیڈروڈائنامکس اور جلتے پلازما کے ساتھ مل کر ماڈل کیا جاتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا ایندھن اتنا برابر دبے گا کہ اپنے پھٹنے سے پہلے بھڑک اٹھے؟
چھوڑ دیتا ہے: ڈرائیو میں چھوٹی غیر تشاکلیں عدم استحکام کا بیج ڈالتی ہیں جو اس کروی تشاکل کو توڑ دیتے ہیں جو سب سے سادہ رنز فرض کرتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1016 FLOPS موٹا اندازہ ایک بڑا کلسٹر یا سپر کمپیوٹر کا حصہ، فی ڈیزائن چند دن۔تب سے: 1972 لیزر سے چلنے والے ایندھن کے کیپسولوں کی ابتدائی اشعاعی ہائیڈروڈائنامکس سمیولیشنز۔
مقناطیسی دوبارہ جڑاؤ
پلازما میں مقناطیسی میدان کی لکیریں ٹوٹتی اور دوبارہ جڑتی ہیں، اور جمع شدہ میدان کی توانائی کو حرارت اور تیز ذرّات میں بدلتی ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: مقناطیسی میدان کی لکیریں اصل میں کتنی تیزی سے ٹوٹ کر دوبارہ جڑ سکتی ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: اصل عمل الیکٹرون کے مداروں سے لے کر پورے ستاروں کے نظاموں تک کے پیمانوں پر پھیلا ہے جنھیں کوئی ایک رن ایک ساتھ نہیں سمیٹتا۔
چلتی ہے: تقریباً 1015 FLOPS موٹا اندازہ ایک یونیورسٹی کلسٹر، ایک ری کنکشن واقعے کے لیے چند دن۔تب سے: 1963 Sweet اور Parker کے نظریے کے بعد میدان کی لکیروں کے ری کنکشن کے ابتدائی حساب شدہ ماڈل۔
صنعتی پلازما کی پروسیسنگ
کم درجہ حرارت کے پلازما میں آئن اور فعال انواع کسی سطح سے ٹکراتے اور اسے تراشتے ہیں، جو خردبینی درستگی سے مادّوں کو شکل دینے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا پلازما سطح کو برابر تراشے یا کوٹ کرے گا؟
چھوڑ دیتا ہے: دیوار پر سطحی کیمیا اب بھی اس تفصیل سے بہت سادہ ہے جو کسی حقیقی آلودہ چیمبر میں ہوتی ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1013 FLOPS موٹا اندازہ ایک ورک اسٹیشن یا چھوٹا کلسٹر، فی عمل کی ترکیب چند گھنٹے۔تب سے: 1985 سطحی پروسیسنگ کے لیے پلازما اینچنگ کے ابتدائی کمپیوٹر ماڈل۔
لیزر ویک فیلڈ ایکسیلریشن
ایک شدید لیزر نبض کے ذرّہ بہ جالی رنز جو پلازما کی لہر کو چلاتے ہیں جو الیکٹرانوں کو پھنساتی اور ملی میٹروں پر تیز کرتی ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: ایک پلازما لہر بہت مختصر فاصلے میں الیکٹرانوں کو اعلیٰ توانائی تک کیسے تیز کر سکتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: آئنائزیشن، شعاع کا ردعمل اور لیزر اور ہدف کی خامیاں عموماً مثالی فرض کی جاتی ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1018 FLOPS موٹا اندازہ تین بعدی پارٹیکل اِن سیل، اربوں ذرات، لہر کے کئی ادوار تکتب سے: 2002 Highly non-linear broken-wave (bubble) regime simulations (2002) ماخذ
سٹیلیریٹر کی ترتیب کی بہتر سازی
فیوژن پلازما کے لیے بل کھائی ہوئی مقناطیسی بوتل کی شکل، جو کمپیوٹر سے اس وقت تک ٹھیک کی جاتی ہے جب تک ذرّات کے مدار محدود رہیں اور توازن بغیر چلائے ہوئے کرنٹ کے مستحکم ہو۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کون سی تین جہتی مقناطیسی شکل گرم پلازما کو سب سے بہتر قید کرتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: بہتر کی گئی شکلوں کا فیصلہ مثالی توازن پر ہوتا ہے؛ تلاطم اور کوائل کی رواداری بعد میں آتی ہے اور اکثر نتیجہ بگاڑ دیتی ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1015 FLOPS موٹا اندازہ بہتر سازی کے چکر کے اندر توازن اور مدار کے ہزاروں حساب۔تب سے: 1988 نورنبرگ اور زلے کے حسابی نیم مرغولی ہم آہنگ سٹیلریٹرز۔ ماخذ
ٹوکامیک کے کنارے کے پیڈسٹل اور ELM کی ماڈلنگ
ٹوکامیک پلازما کے کنارے پر تیز کناروں والی تہہ اور وہ دورانی دھماکے جو حرارت دیوار پر پھینکتے ہیں، جن کا حساب کنارے کے مقناطیسی آبی حرکی استحکام سے نکالا جاتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: پلازما کے پھٹنے سے پہلے کنارے کا دباؤ کتنا بلند ہو سکتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: استحکام کی حدیں اچھی طرح بتائی جاتی ہیں، لیکن حرکی اور دیوار کی طبیعیات سمیت مکمل غیر خطی دھماکے کی پیش گوئی اب بھی معمول کی صلاحیت سے باہر ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1016 FLOPS موٹا اندازہ ایک بڑے مختص وقت پر ایک پھٹاؤ کے غیر خطی توسیع شدہ MHD رنز۔تب سے: 2002 Snyder اور ساتھیوں کا کنارے پر مقامی نمطوں (ELM) اور پیڈسٹل کا چھلنے اور پھولنے والا ماڈل۔ ماخذ
ٹوکامیک کے پورے آلے کی ماڈلنگ
حرارت، نقل و حمل، توازن، کنارے اور دیوار کے ماڈل ایک پوری فیوژن مشین کے لیے ایک مربوط ورک فلو میں جوڑے گئے ہیں جو پورے ڈسچارج کی پیش گوئی کرتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا مشین کے بننے سے پہلے مکمل پلازما ڈسچارج کی پیش گوئی ہو سکتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: زیادہ تر ماڈیول ماضی کی مشینوں پر ایڈجسٹ کیے ہوئے مختصر ماڈل ہیں، اس لیے نئے نظام کی پیش گوئیوں میں وسیع غیر یقینی ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1016 FLOPS موٹا اندازہ مکمل ڈسچارج کے لیے چلائے گئے جڑے ہوئے مختصر اور اعلیٰ درستی کے ماڈیول۔تب سے: 2015 امبو اور ساتھیوں کا ITER کے لیے مربوط ماڈلنگ اور تجزیے کا مجموعہ، ایسے ماڈیولز کو جوڑنے والے معیاری ڈیٹا ماڈل کے پہلے استعمال۔ ماخذ
بغیر تصادم کے صدماتی لہر کی سمیولیشن
خلائی پلازما میں صدماتی لہریں جہاں ذرّات کبھی نہیں ٹکراتے، آئن الگ الگ اور الیکٹران سیال کے طور پر دیکھے جاتے ہیں تاکہ صدماتی محاذ صرف میدانوں سے بنے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کسی ایسی صدماتی لہر میں آئن کیسے تیز ہوتے ہیں جہاں کوئی چیز آپس میں ٹکراتی نہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: الیکٹرانوں کو سیال مانا جاتا ہے اور ڈبہ ایک صدماتی لہر کا چھوٹا ٹکڑا ہے، اس لیے بڑے پیمانے کی ساخت غائب ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1016 FLOPS موٹا اندازہ دو یا تین جہتوں میں بڑے مخلوط حرکی رنز۔تب سے: 1985 کویسٹ کی بہت زیادہ ماخ عدد والے بغیر ٹکراؤ کے عمودی صدماتی لہروں کی مخلوط سمیولیشنز۔ ماخذ
گرد آلود پلازما اور یوکاوا نظام کی سمیولیشن
پلازما میں معلق باردار ذرات، جنہیں ایک چھنے ہوئے پوٹینشل سے دھکیلتے ذرات کے طور پر ماڈل کیا جاتا ہے جو قلموں میں جم جاتے یا مائع میں پگھل جاتے ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کس جوڑ کی شدت پر باردار ذرات کا بادل قلم بن جاتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: اسکرین شدہ دافعہ پوٹینشل پلازما کی جگہ لیتا ہے اور ویک (پیچھے بننے والے بہاؤ) اور دانوں کے چارج ہونے کو نظر انداز کرتا ہے جو حقیقی گرد کے بادلوں میں دکھائی دیتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1012 FLOPS موٹا اندازہ طویل وقتوں کے لیے دس لاکھ تک دانوں کی سالماتی حرکیات۔تب سے: 1994 ہاماگوچی اور فاروقی کی مونٹی کارلو اور سالماتی حرکیات سے مضبوطی سے جڑے یوکاوا نظاموں کی حرحرکیات۔ ماخذ
یک جزو والے پلازما کی سمیولیشن
ایک یکساں بے اثر کرنے والے پس منظر میں ڈوبے چارج، جنہیں سفید بونوں اور بڑے سیاروں کے اندر کے گھنے مادّے کی مساواتِ حالت اور قلم بننے کے عمل کا پتا لگانے کے لیے سمیولیٹ کیا جاتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کس کثافت پر گھنا ستاروں کا مادّہ جم جاتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: یکساں الیکٹرانی پس منظر حقیقی، قطبی ہو سکنے والے الیکٹرونوں کی جگہ لیتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1010 FLOPS موٹا اندازہ دسیوں ہزار آئنوں کا مونٹی کارلو، جدید معیار سے معمولی۔تب سے: 1966 Brush، Sahlin اور Teller کا ایک جزوی پلازما کا مونٹی کارلو مطالعہ۔ ماخذ
سمیولیشن میں سیکھا ہوا پلازما کنٹرول
ایک ری انفورسمنٹ لرننگ کنٹرولر ٹوکامک پلازما کو ڈھالنے اور تھامنے کی مشق کرتا ہے، مقناطیسی کوائلوں کو اس کے توازن اور ارتقا کے تیز سمیولیشن میں حکم دے کر، پھر اصل آلے پر چلایا جاتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا مکمل طور پر سمیولیشن میں سیکھا گیا کنٹرولر ایک گرم پلازما کو مطلوبہ شکل میں تھام سکتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: تربیتی ماڈل تلاطم اور تیز عدم استحکام کو چھوڑ دیتا ہے، اس لیے کنٹرولر پر صرف انھی حالات میں بھروسا کیا جاتا ہے جنھیں وہ پکڑتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1016 FLOPS موٹا اندازہ چند سو ایکسیلریٹروں پر تربیت کے چند دن، پلازما ماڈل کو کئی ملین بار چلاتے ہوئے۔تب سے: 2022 Degrave اور ساتھیوں کا گہری ری انفورسمنٹ لرننگ کنٹرولر جو سمیولیشن میں تربیت پا کر ٹوکامک پر چلایا گیا۔ ماخذ
کوانٹم کثیر جسمی نظام
جالی پر بہت سے باہم عمل کرنے والے الیکٹران یا اسپن، جنہیں ٹینسر نیٹ ورک اور کوانٹم مونٹی کارلو سے نمٹایا جاتا ہے کیونکہ عین حالت ذخیرہ کرنے کے لیے بہت بڑی ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کچھ مواد فوق موصل کیوں ہوتے ہیں، اور کیا کوئی کمرے کے درجۂ حرارت پر ایسا کر سکتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: ٹینسر نیٹ ورکس اور کوانٹم مونٹی کارلو دونوں سب سے دلچسپ فرسٹریٹڈ یا فرمیونی نظاموں میں سے کچھ پر ناکام ہو جاتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1016 FLOPS موٹا اندازہ ایک بڑا کلسٹر یا سپر کمپیوٹر کا حصہ، فی مادہ چند دن۔تب سے: 1980 Ceperley اور Alder کا الیکٹران گیس کا پہلا درست کوانٹم مونٹی کارلو۔
کوانٹم کمپیوٹر کی ایمولیشن
ایک کلاسیکی کمپیوٹر جو کیوبٹس کے ایک رجسٹر کی پوری کوانٹم حالت محفوظ رکھتا ہے اور اس پر گیٹس لگاتا ہے۔ ہر اضافی کیوبٹ کے ساتھ میموری دگنی ہو جاتی ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا یہ کوانٹم الگورتھم اس ہارڈویئر کے بننے سے پہلے کام کرتا ہے جس پر چلنا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: مطلوبہ یادداشت ہر اضافی کیوبٹ کے ساتھ دگنی ہو جاتی ہے، اس لیے یہ صرف چھوٹے معاملات کی نقل کر سکتی ہے جن میں کوئی کوانٹم برتری نہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1015 FLOPS موٹا اندازہ ایک میموری سے بھرپور کلسٹر نوڈ؛ ہر اضافی کیوبٹ کے ساتھ لاگت دگنی ہوتی ہے۔تب سے: 1996 چھوٹے کوانٹم سرکٹس کے ابتدائی کلاسیکی سمیولیٹر۔
اینالاگ کوانٹم سمیولیشن
ایک قابو میں آنے والا کوانٹم نظام، جیسے لیزر کی روشنی کی جالی میں انتہائی ٹھنڈے ایٹم، کسی دوسرے کی طرح برتاؤ کرنے کے لیے ایڈجسٹ کیا جاتا ہے جس کا حساب بہت مشکل ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: اگر کلاسیکی کمپیوٹر ماڈل حل نہیں کر سکتا، تو کیا ایک قابو میں آنے والا طبعی نظام بنایا جا سکتا ہے جو یہ کام کر دے؟
چھوڑ دیتا ہے: یہ صرف اسی ایک ماڈل کے بارے میں بتاتا ہے جس کی نقل کے لیے بنایا گیا، ضروری نہیں کہ اس حقیقی مادّے کے بارے میں جس نے اس کی تحریک دی۔
چلتی ہے: کسی کمپیوٹر پر نہیں۔ ایٹم خود حساب کرتے ہیں؛ کنٹرول کمپیوٹر صرف نتائج درج کرتا ہے۔تب سے: 2002 گرائنر اور ساتھیوں کا ایک بصری جالی میں انتہائی ٹھنڈے ایٹموں کا فوق سیال سے موٹ عازل میں تبدیل ہونا، جسے بعد میں ابتدائی اینالاگ کوانٹم سمیولیشن کے طور پر سمجھا گیا ماخذسمیولیشنز کے درخت میں: سرد ایٹموں کا کوانٹم سمیولیٹر
کوانٹم غلطی کی درستی
ایک کوانٹم کمپیوٹر کے کیوبٹس اور وہ شور جو انہیں بگاڑتا ہے، جو ایسے کوڈ کے مقابلے میں جانچا جاتا ہے جو غلطیوں کو پھیلنے سے پہلے پکڑنے اور ٹھیک کرنے کے لیے بنایا گیا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا یہ غلطی درست کرنے والا کوڈ حقیقت پسندانہ شور کو دیکھتے ہوئے حساب کی واقعی حفاظت کرتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: حقیقی شور باہم جڑا ہوتا ہے اور وقت کے ساتھ ایسے بھٹکتا ہے جسے مثالی ماڈل کم ہی پکڑتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1015 FLOPS موٹا اندازہ ایک میموری سے بھرپور کلسٹر نوڈ؛ بڑے کوڈوں کی لاگت کہیں زیادہ ہے۔تب سے: 1996 پہلے تجویز کردہ غلطی درست کرنے والے کوڈ جانچنے والی ابتدائی سمیولیشنز۔
ٹوپولوجیکل کوانٹم مادّہ
لیٹس پر الیکٹران ایسے ترتیب دیے گئے کہ ان کی اجتماعی حالت مقامی تفصیلات کی بجائے اپنی مجموعی شکل پر منحصر ہو، جنہیں کوانٹم ہال حالتوں اور دوسرے ٹوپولوجیکل فیز کے لیے حساب کیا جاتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا یہ مادّہ مادّے کے ایسے فیز کی میزبانی کرتا ہے جو تشاکل کی بجائے اپنی ٹوپولوجی سے محفوظ ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: کسی حقیقی ٹوپولوجیکل حالت کو بہت ملتی جلتی عام حالت سے الگ کرنا اس عددی درستی پر منحصر ہو سکتا ہے جو بیشتر رنز تک پہنچ نہیں پاتے۔
چلتی ہے: تقریباً 1016 FLOPS موٹا اندازہ ایک بڑا کلسٹر یا سپر کمپیوٹر کا حصہ، فی امیدوار نظام چند دن۔تب سے: 1988 ٹوپولوجیکل ترتیب کی نظریاتی دریافت کے بعد ابتدائی عددی مطالعے۔
انتہائی ٹھنڈی ایٹمی گیس کی حرکیات
ایٹموں کا ایک بادل جسے اتنا ٹھنڈا کیا گیا کہ وہ ایک ہی کوانٹم موجی تفاعل شریک کرتے ہیں، اور اسے اس مین فیلڈ مساوات سے آگے بڑھایا جاتا ہے جو بوس آئن اسٹائن کنڈنسیٹ کو بیان کرتی ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: جب چھیڑا جائے تو کنڈینسیٹ کیسے ارتعاش کرتا، تقسیم ہوتا یا بھنور بناتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: اوسط میدان کی مساوات ان انفرادی ایٹمی ارتباطات کو چھوڑ دیتی ہے جو فیز ٹرانزیشن کے قریب اہم ہوتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1013 FLOPS موٹا اندازہ ایک ورک اسٹیشن؛ فی قید شدہ بادل چند منٹ سے چند گھنٹے۔تب سے: 1995 پہلے لیبارٹری بوس آئنسٹائن کنڈینسیٹس کے گرد بنی ماڈلنگ۔
ہارڈویئر پر ڈیجیٹل کوانٹم سمیولیشن
قابو میں آنے والے کیوبٹس سے بنا ایک کوانٹم کمپیوٹر گیٹس کی ایک ترتیب چلاتا ہے جو ایسے ہی کسی دوسرے نظام کے ارتقا کی نقل کرتی ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا ایک قابلِ پروگرام کوانٹم آلہ ایسے ماڈل کی حرکیات دہرا سکتا ہے جو کلاسیکی یادداشت کے لیے بہت بڑا ہو؟
چھوڑ دیتا ہے: شور گہرائی کو محدود کرتا ہے، اور ٹروٹر تخمینہ اپنی غلطی لاتا ہے۔
چلتی ہے: کسی کمپیوٹر پر نہیں۔ کوانٹم ہارڈویئر، کلاسیکی FLOPS نہیں؛ روایتی مشینوں پر تصدیق صرف چھوٹے سائز پرتب سے: 2011 Universal digital quantum simulation with trapped ions (2011) ماخذ
کوانٹم ہارڈویئر پر لیٹس گیج تھیوری
چند کیوبٹ کا ایک کوانٹم کمپیوٹر ایک لیٹس گیج تھیوری کو حقیقی وقت میں ارتقا دیتا ہے، ایک ایسا کام جو سائن پرابلم کی وجہ سے کلاسیکی مونٹی کارلو کے لیے مشکل ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا گیج تھیوری کی حقیقی وقتی حرکیات کوانٹم کمپیوٹر پر چلائی جا سکتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: ابھی تک صرف ایک مکانی بعد اور چند مقامات۔
چلتی ہے: کسی کمپیوٹر پر نہیں۔ کیوبٹس کی تعداد چھوٹی ہے؛ کلاسیکی طریقے سے ملاپ کی جانچ کی لاگت تیزی سے بڑھتی ہےتب سے: 2016 Real-time dynamics of lattice gauge theories with a few-qubit quantum computer (2016) ماخذ
نیورل نیٹ ورک کوانٹم حالتیں
ایک نیورل نیٹ ورک کئی اجسام کے نظام کے موجی تفاعل کو ظاہر کرتا ہے، اور اس کے پیرامیٹر ویریشنل مونٹی کارلو سے ٹیون کیے جاتے ہیں تاکہ بنیادی حالتیں اور حرکیات ملیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا ایک نیورل نیٹ ورک ایسی کوانٹم حالت کو مختصراً کوڈ کر سکتا ہے جو ٹھیک ٹھیک محفوظ کرنے کے لیے بہت بڑی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: درستی نیٹ ورک کے ڈیزائن پر منحصر ہے، اور بہتر سازی کا عمل خراب مقامی کم ترین نقاط میں اٹک سکتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1016 FLOPS موٹا اندازہ ایکسلریٹرز پر تغیراتی مونٹی کارلو کے ساتھ تربیتتب سے: 2016 مصنوعی عصبی نیٹ ورکس سے کوانٹم کثیر ذرّاتی مسئلہ حل کرنا (2016) ماخذ
فوق موصل بھنور کی حرکیات
مقناطیسی بہاؤ کی نالیاں جو دوسری قسم کے فوق موصل میں سے گزرتی ہیں، جن کی پیروی کی جاتی ہے جب وہ حرکت کرتی ہیں، نقائص پر جم جاتی ہیں اور توانائی ضائع کرتی ہیں، فوق موصل حالت کے لیے وقت پر منحصر میدانی نظریے سے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: فوق ناقل کے اندر مقناطیسی بھنور کیسے حرکت کرتے اور کیسے پھنس جاتے ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: ظاہراتی میدانی نظریہ خردبینی الیکٹرانی رویّے کو نظر انداز کرتا ہے اور صرف عبوری درجۂ حرارت کے قریب درست ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1014 FLOPS موٹا اندازہ کلسٹر پر تین جہتی وقت پر منحصر Ginzburg-Landau رنز۔تب سے: 1996 گروپ اور ساتھیوں کی دوسری قسم کے فوق ناقلوں میں بھنور کی حرکیات کی عددی سمیولیشن۔ ماخذ
کوانٹم سیالوں کا راستے کے تکمل کا مونٹی کارلو
ہر کوانٹم ذرہ جڑی نقلوں کے حلقے کے طور پر ظاہر ہوتا ہے، محدود درجۂ حرارت پر نمونہ لیا جاتا ہے، تاکہ سپر فلوئڈ ہیلیم اور دیگر بوزونی مائعات کو صرف تعامل سے حساب کیا جائے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: مائع ہیلیم دو کیلون سے نیچے بغیر رگڑ کے کیوں بہتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: فرمیونوں کو سائن کا مسئلہ درپیش ہے، اس لیے الیکٹران اور ہیلیم 3 کو ایسے تخمینے چاہییں جو بے قابو غلطی لاتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1014 FLOPS موٹا اندازہ ایک بڑے مائع کے لیے اربوں راستے کے نمونے۔تب سے: 1984 پولاک اور سیپرلی کی کوانٹم کثیر جسمی نظاموں اور فوق سیال ہیلیم کی راستے کے تکمل کی سمیولیشن۔ ماخذ
استحکام دینے والے سرکٹ کی سمیولیشن
ایک کلاسیکی کمپیوٹر ایسے کوانٹم سرکٹ کو، جو صرف کلفرڈ گیٹس سے بنا ہو، پاؤلی آپریٹرز کی ایک چھوٹی جدول کی تبدیلی کا پیچھا کر کے ٹریک کرتا ہے، پوری حالت محفوظ کیے بغیر۔ اس سے ہزاروں کیوبٹس والے غلطی درست کرنے والے سرکٹ چلائے جا سکتے ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: جب ہر گیٹ، پیمائش اور خالی قدم شور والا ہو تو غلطی درست کرنے والا کوڈ کتنی بار ناکام ہوتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: صرف وہ سرکٹ جو کلفرڈ عملوں اور پاؤلی پیمائشوں سے بنے ہوں اس طرح ٹریک کیے جا سکتے ہیں، اس لیے عالمگیر کوانٹم کمپیوٹنگ پہنچ سے باہر ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1012 FLOPS موٹا اندازہ ورک سٹیشن کلسٹر پر بڑے کوڈ پیچ کے کئی ملین شور والے شاٹ۔تب سے: 2004 Aaronson اور Gottesman کا بہتر الگورتھم جو اسٹیبلائزر سرکٹس کو کثیر رکنی وقت میں سمیولیٹ کرتا ہے۔ ماخذ
سیکھے ہوئے غلطی درست کرنے والے ڈیکوڈر
ایک نیورل نیٹ ورک کو کوانٹم کوڈ کے سمیولیٹ شدہ غلطی کے نمونوں پر تربیت دی جاتی ہے کہ وہ ناپے گئے سنڈروم پڑھے اور نتیجہ نکالے کہ کون سی اصلاح لگائی جائے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا ایک سیکھا ہوا ڈیکوڈر کوانٹم یادداشت کی غلطیاں ہاتھ سے بنے الگورتھم سے تیز یا زیادہ درست ٹھیک کر سکتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: ڈیکوڈر صرف اس شور کا ماڈل جانتا ہے جس پر اسے تربیت دی گئی، اور حقیقی ہارڈ ویئر وقت کے ساتھ سرکتا ہے اور اس میں باہم جڑی غلطیاں ہوتی ہیں جو سمیولیشن میں شامل نہ تھیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1015 FLOPS موٹا اندازہ GPU نوڈز پر اربوں سمیولیٹ سنڈروم پر تربیت۔تب سے: 2016 Torlai اور Melko کا ٹوپولوجیکل کوڈز کے لیے عصبی ڈیکوڈر (arXiv 2016، شائع 2017)۔ ماخذ
کوانٹم نیٹ ورک کی سمیولیشن
کیوبٹ رکھنے والے نوڈ، الجھے ہوئے روابط اور شور والے فوٹون چینل وقت میں الگ الگ واقعات کے طور پر ماڈل کیے جاتے ہیں، تاکہ نیٹ ورک میں الجھاؤ بانٹنے کے پروٹوکول آزمائے جا سکیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: دو دور کے نوڈ ریپیٹرز اور نقصان والے فائبر کے ذریعے کتنی تیزی اور کتنی وفاداری سے الجھاؤ بانٹ سکتے ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: ہارڈویئر کے شور کو چند پیرامیٹر والے ماڈلوں تک گھٹا دیا گیا ہے، اور بڑے پیمانے کا کوئی نیٹ ورک موجود نہیں جس پر پیش گوئی کی گئی شرحوں کو جانچا جا سکے۔
چلتی ہے: تقریباً 1011 FLOPS موٹا اندازہ ایک سرور پر نیٹ ورک پروٹوکول کے بہت سے لمبے رنز۔تب سے: 2021 Coopmans اور ساتھیوں کا NetSquid، کوانٹم نیٹ ورکوں کے لیے ڈسکریٹ ایونٹ سمیولیٹر۔ ماخذ