کوانٹم کمپوٹنگ ایک ایسی دنیاکا تصورپیش کرتی ہے جہاں کمپیوٹرزفرکس کےان قوانین سے ماوراء ہوں جن کے مطابق ہماری آج کی ڈیوائسس چلتی ہیں۔ یہ کمپیوٹرزکچھ عجیب وغریب لیکن دلچسپ قسم کے قوانین کولےکران پیچیدہ مسائل کاحل تلاش کرسکیں جن کوحل کرنا ہمارے موجودہ کلاسیکل کمپیوٹرزکیلئے ناممکن ہے۔ کوانٹم کمپیوٹنگ ہما رے لئے ٹیکنالوجی اورصنعتی میدان میں نئےانقلاب برپا کرنے کے خوشنما خواب بھی دکھاتا ہے لیکن دوسری طرف یہ خاص طورپربلاک چین اورکرپٹوکرنسیزجیسےکہ بٹ کوائن وغیرہ کے لئےکچھ چیلنجزاورخطرات کا سبب بن چکا ہے۔
بائنری کمپیوٹنگ کی بنیاد
کوانٹم کمپیوٹنگ کوسمجھنے کے لیے ذراپیچھے چلتے ہیں اورہماری موجودہ ڈیجیٹل دنیاکی بنیاد یعنی بائنری کمپیوٹنگ کودیکھتے ہیں۔ بائنری کمپیوٹنگ دراصل کلاسیکل کمپیوٹرزکی بنیاد ہے،جوبٹس کا استعمال کرتے ہوئے کام کرتی ہے۔ ایک بٹ ایک وقت میں دوحالتوں میں سےکسی ایک میں ہوسکتا ہے،عام طورسے0 یا 1 کی صورت میں ان حالتوں کو دکھایا جاتا ہے۔ لیکن یہ 0 اور1 صرف نمبرنہیں ہیں؛ یہ دراصل الیکٹریکل سگنلز ہیں،جس میں0 کم وولٹیج حالت اور1 زیادہ وولٹیج حالت کی نمائندگی کرتا ہے۔ یہ سادہ بائنری نظام کمپیوٹرزکو بہت تیزی کے ساتھ معلومات پروسیس کرنے میں مدد دیتا ہے۔
اب ہوتا یہ ہے کہ بائنری کمپیوٹنگ میں،بٹس کوکچھ لوجیکل آپریشنزکے ذریعےجوڑتوڑ(مینوپولیٹ) کرکےکالکیولیشنز،ڈیٹا محفوظ کرنے،اورمختلف پروگرامزچلانے کے لئےاستعمال کیا جاتا ہے۔ ہروہ تصویر،ڈاکومینٹ یا کوئی ویڈیوجوہمارے کمپیوٹرمیں موجود ہوتی ہے یہ انہی لاکھوں بٹس میں منقسم ہوتی ہے۔بائنری کمپیوٹنگ بہت زیادہ پیچیدہ کام کرنے اورمسائل کوحل کرنے میں مدد گارہونے کے باوجود اس کی کچھ لمٹس ہیں خاص کرجہاں بات بڑے پیمانے پریا بہت زیادہ تیزی کے ساتھ ڈیٹا پروسیسنگ کی بات ہو۔
کوانٹم کمپیوٹنگ
بائنری کمپیوٹنگ کے برعکس کوانٹم کمپیوٹنگ ایک بالکل مختلف اپروچ پرچلتی ہے۔ یہاں بٹس کے بجائے، کوانٹم کمپیوٹرزکوانٹم بٹس یا کیاستعمال کرتے ہیں۔بٹس کے بارے میں آپ نے جانا کہ یہ ایک وقت میں ایک ہی حالت میں ہوسکتے ہیں مگرکیوبٹس کوانٹم مکینکس کے اصولوں سپرپوزیشن اوراینٹینگلمنٹ کی بدولت بیک وقت متعدد حالتوں میں ہو سکتے ہیں۔ سپرپوزیشن کی وجہ سے کیوبٹس بیک وقت 0، 1، یا دونوں حالتوں میں پایا جاسکتا ہے،جبکہ اینٹینگلمنٹ کیوبٹس کوبہت زیادہ فاصلے سے بھی ایک دوسرے کے ساتھ جوڑے رکھ سکتی ہے۔
اب اس کا مطلب یہ ہوگا کہ کوانٹم کمپیوٹرزنہ صرف ایک ہی وقت میں لاتعداد امکانات کو پروسیس کرسکتے ہیں، بلکہ ساتھ ہی کمپیوٹنگ پاورمیں پیش بہااضافہ کرسکتےہیں جس کا فائدہ یہ ہوگا کہ جوکام کرنے میں ہمیں کلاسیکل کمپیوٹرزکی مدد سے ہزاروں سال لگ سکتے ہیں وہ کوانٹم کمپیوٹرزممکنہ طورپر چند سیکنڈوں میں کرکے دے سکتے ہیں۔
بلاک چین کے لئے خطرہ
اب دیکھتے ہیں کہ کوانٹم کمپیوٹرزبلاک چین کے لئے خطرہ کس طرح بن سکتے ہیں؟دیکھا جائے توبنیادی طورپر،بلاک چین ایک ڈی سینٹرلائزڈ لیجر ہے جو نیٹ ورک کے کمپیوٹرزپرٹرانزیکشنزکوریکارڈ کرتا ہے۔ بٹ کوائن اوردوسری کرپٹوکرنسیزکے پیچھے موجود یہ ٹیکنالوجی اس بات کو یقینی بناتی ہے کہ ہرٹرانزیکشن محفوظ، شفاف،اورناقابل تبدیلی ہے۔ بلاک چین کی ایک اہم خصوصیت اس کا کرپٹوگرافک الگورتھمزپرانحصارہے تاکہ ڈیٹا کومحفوظ کیا جا سکےاورٹرانزیکشنزکی ویلیڈیشن کی جاسکے۔ بٹ کوائن کے پروف آف ورک (PoW) سسٹم میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والا الگورتھم SHA-256 ہیشنگ الگورتھم ہے۔
ان کرپٹوگرافک الگورتھمزکی سیکیورٹی کیلئے کچھ پیچیدہ ریاضیاتی مسائل کو حل کرنے کاچیلنج رکھا گیا ہے۔ مثال کے طورپر،ایک دیئے گئے ہیش کے لئے اصل ان پٹ کو تلاش کرنا(جسے پری امیج کہا جاتا ہے)کلاسیکل کمپیوٹرزکے لئےانتہائی مشکل ہے،اور یہی چیزبلاک چین سسٹمزکی سیکیورٹی فراہم کرتا ہے۔
تاہم، کوانٹم کمپیوٹرزاس سیکیورٹی ماڈل کے لئے بہت بڑا خطرہ بن کرسامنے آسکتے ہیں کیونکہ کوانٹم الگورتھمز،جیسے کہ شورکا الگورتھم، یہ ان تمام مسائل کومؤثرطریقے سے حل کرسکتے ہیں جوکلاسیکل کمپیوٹرزنہیں کرسکتے۔ مثال کے طورپرشورکا الگورتھم، بڑے نمبرزکوموجودہ سب سے بہترین کلاسیکل الگورتھمزسے بھی تیزی سے فیکٹرکرسکتا ہے۔ یہ چیزبلاک چین کی کرپٹوگرافک بنیادوں کوخطرے میں ڈالتی ہے،کیونکہ کوانٹم کمپیوٹرزبلاک چین ٹرانزیکشنزکو محفوظ بنانے والے کرپٹوگرافک کِیزکوتوڑسکتے ہیں۔
کیا کوانٹم کمپیوٹنگ کی وجہ سے بٹ کوائن خطرے میں ہے؟
اس سوال کا اصولی جواب تو ہاں میں ہے لیکن یہاں بہت ساری چیزیں ہیں جن کو دیکھنا بھی لازم ہے ۔ بٹ کوائن کی سیکیورٹی کا انحصار بڑی حد تک SHA-256 ہیش پزلز کو حل کرتے ہوئے پیش آنے والی کمپیوٹیشنل دشواری پر ہے۔ اب اگرکوئی بہت طاقتورکوانٹم کمپیوٹرتیار کرلیا جائے جوان سیکیورٹی کے پزلز کو تیزی سے حل کرے توبلاک چین میں تبدیلی ممکن ہو سکتی ہےاوراٹیکراس صورت میں ایک کوائن کوایک سے زائدہ بارخرچ کرسکتا ہے ۔
تاہم اس خطرے کی راہ میں کئی رکاوٹیں ہیں:
سب سے پہلی بات تو یہ ہے کہ کوانٹم کمپیوٹنگ ابھی اپنےابتدائی مراحل میں ہے،اورSHA-256 کوتوڑنے کے قابل کوانٹم کمپیوٹربنانا ایک بہت بڑا چیلنج ہے جومزیدکئی سالوں تک شاید پرٹیکلی مشکل ہے ۔
دوسری بات یہ ہے کہ خود بٹ کوائن کی کمیونٹی اوراس کے ڈویلپرزکو بھی اس خطرے سے آگاہی ہے اور وہ مستقبل میں بٹ کوائن کے نیٹ ورک کومحفوظ رکھنے کے لئے کوانٹم کمپیوٹنگ کے مد مقابل کسی کرپٹوگرافک الگورتھمزکی تلاش میں ہیں۔آیئے دیکھتے ہیں کہ کوانٹم کمپیوٹنگ کے خطرات سے نپٹنے کیلئے کیا اقدامات کئے جانے کا سوچا جارہا ہے۔
کوانٹم خطرات کا مقابلہ کرنے کے لئےممکنہ اقدامات
کوانٹم کمپیوٹنگ کے خطرے سے نپٹنے کیلئےایک تو بٹ کوائن اوردیگر بلاک چینزجو پروف آف ورک کی بنیاد پرقائم ہیں ان کوایسےکرپٹوگرافک الگورتھمزکی طرف منتقل کرنے کے بارے میں غورکیا جارہا ہے جو کوانٹم اٹیک کو بھی مات دے سکیں۔اس سلسلے میں لیٹیس-بیسڈ کرپٹوگرافی ایک امید افزا پیش رفت ہے. یہ الگوریتھم کچھ لیٹیس مسائل کی مشکل پرمبنی ہے جنہیں کوانٹم کمپیوٹرزکیلئے بھی حل کرنا مشکل ہوگا۔
دوسراا قدام کرپٹوگرافک آپریشنزمیں استعمال ہونے والی کِی کے سائزکوبڑھانا شامل ہے،جس سے کوانٹم کمپیوٹرزکے لئےانہیں توڑنا مشکل ہو جائے گا۔
تیسرااقدام ایسے ہائبرڈ سسٹم سامنےلانا ہے جن کےاندرکلاسیکل اورکوانٹم دونوں کے خلاف مزاحمت رکھنے والے الگوریتھمزہوں تاکہ سیکورٹی کامعیارمزید بہتر ہوسکے۔
بٹ کوائن کےعلاوہ دیگر بلاک چینزمیں کوانٹم ریزسٹنٹ کے اقدامات
مختلف بلاک چین نیٹ ورکس کوانٹم خطرے سے نمٹنے کے لئے مختلف حکمت عملیوں کو اپنا رہے ہیں۔ مثال کے طورپر،ایک اوراہم بلاک چین ایتھیریم بھی کوانٹم ریزسٹنٹ کرپٹوگرافک الگورتھمزبنانے کی کوشش میں ہے۔ایتھیریم کمیونٹی جدید کرپٹوگرافک ٹیکنیکس کی تحقیق اوران کو اپلائی کرنے میں خاصی فعال ہے ۔
دیگربلاک چین منصوبے نئے پروٹوکولز کومکمل طور پر کوانٹم ریزسٹنٹ کے ساتھ ڈیزائن کررہے ہیں ۔اس کی ایک مثال کوانٹم ریزسٹنٹ لیجر(QRL) نامی ایک بلاک چین پلیٹ فارم ہے جو خاص طورپرکوانٹم حملوں کے خلاف ریزسٹنس کے لئے بنایا گیا ہے۔ یہ ہیش-بیسڈ کرپٹوگرافک الگورتھمز کا استعمال کرتا ہے جو کوانٹم کمپیوٹنگ کے خلاف زبردست ریزسٹنس مانے جاتے ہیں۔
عالمی سطح پرکوانٹم کمپیوٹنگ کی ڈویلپمنٹ
دنیا میں کئی ممالک کوانٹم کمپیوٹنگ کی ریس بازی مارنے کیلئے بڑے بڑے اقدامات اٹھار ہے ہیں۔ امریکہ،اپنے نیشنل کوانٹم انیشیٹوکے ذریعے،کوانٹم ریسرچ اورڈویلپمنٹ میں بھاری سرمایہ کاری کررہا ہے۔امریکی ٹیک جائنٹس جیسے IBM، گوگل، اورمائیکروسافٹ کوانٹم کمپیوٹنگ کےانوویشن میں تیزی سے پیش قدمی کررہے ہیں اورہرایک اس دوڑمیں آگے نکلنے کی کوشش کررہا ہے ۔
چین بھی کوانٹم سپریمسی کی اس دوڑمیں کسی سے پیچھے نہیں ہے۔ چینی ریسرچرزنے کوانٹم کمیونیکیشن اورکمپیوٹنگ میں اپنی صلاحتیوں کا لوہا منوایا ہوا ہے ۔
دوسری طرف یورپ بھی کوانٹم ریسرچ کا ہب ہے اور یورپی یونین اپنے کوانٹم فلیگ شپ پروگرام کے ذریعے متعدد کوانٹم منصوبوں کی مالی اعانت کررہا ہے۔ اس اقدام کا مقصد پورے براعظم میں تعاون کو فروغ دینا اورکوانٹم ٹیکنالوجیزکی ڈویلپمنٹ کو تیزی سے آگے بڑھانا ہے ۔
اس میدان میں دیگرنمایاں ممالک میں کنیڈا،جاپان،اورآسٹریلیا شامل ہیں۔ کینیڈا یونیورسٹی آف واٹرلوکےانسٹی ٹیوٹ فارکوانٹم کمپیوٹنگ کوانٹم ریسرچ اورڈویلپمنٹ کا ایک اہم مرکزہے۔
مستقبل کیسا ہوگا؟
کوانٹم کمپیوٹنگ ایک طرف توبہت ہی حسین خواب ہے جہاں بہت سارے ناممکن نظرآنے مسائل کا حل آسانی سے تلاش کیا جاسکتا ہے مگر دوسری طرف یہ بہت بڑا چیلنج بھی بن جائے گا۔ایک طرف صنعت اورٹیکنالوجی کے میدان انقلاب اورچٹکی بھرتے ہی پیچیدہ مسائل کو حل کرنے جیسے خوش کن امورہیں تودوسری طرف یہی قوت بلاک چین اورکرپٹوکرنسیزکی کرپٹوگرافک بنیادوں کے لئے بھی نمایاں خطرات پیدا کررہی ہے۔
اگرچہ کوانٹم کمپیوٹرزبلاک چین سیکیورٹی کیلئے خطرہ توہیں مگر یہ خطرہ اتنا فوری نہیں ہے کیونکہ اوپرذکر کئے حفاظتی اقدامات جیسے کوانٹم ریزسٹنٹ کرپٹوگرافک الگورتھمزاوردیگرسیکیورٹی اقدامات کی ڈویلپمنٹ سے ان ٹیکنالوجیزکی حفاظت کی جاسکتی ہے۔ کوانٹم کمپیوٹنگ کے میدان میں سپرمیسی حاصل کرنے کے لئےعالمی دوڑجاری ہے، جس میں دنیا بھر کے ممالک ریسرچ اورانوویشن میں بھاری سرمایہ کاری کررہے ہیں۔
ہم وہ لوگ ہیں جو اس نئی ٹیکنالوجیکل دورکے نقطہ آغازپرکھڑے ہیں اورہمارے لئے یہ ممکن ہے کہ کوانٹم کمپیوٹنگ کے میدان میں تیزی سے بڑھتی ترقی کو حفاظتی اقدامات کے حصارمیں رکھیں تاکہ ہمارے ڈیجیٹل ڈھانچوں کی سیکورٹی یقینی بن سکے۔ کوانٹم کمپیوٹنگ کا سفرابھی اپنی ابتدائی شکل میں ہےاورخدا جانےمستقبل میں یہ کیا شکل اختیارکرجائے گی یہ ابھی ہم صرف سوچ ہی سکتے ہیں۔