IBM تكشف عن أول معمارية حوسبة فائقة محورها الكم في الصناعة

كشفت IBM عن أول بنية مرجعية منشورة للحوسبة الفائقة المركزية على الحوسبة الكمومية، توضح كيف يمكن دمج الحوسبة الكمومية في بيئات الحوسبة الفائقة الحديثة.

تتقدم الحواسيب الكمومية نحو محاكاة مفيدة للأنظمة الكمومية المعقدة، مع خوارزميات هجينة ناشئة تقدم نتائج ذات معنى في مجالات مثل الكيمياء وعلوم المواد.

ومع ذلك، تظل قدرتها على معالجة المشكلات العلمية الكبرى محدودة بفصلها عن بنية الحوسبة الفائقة التقليدية، التي لا تزال تتطلب نقل البيانات يدويًا وتنسيقًا بين الأنظمة الكمومية والتقليدية.

ولمواجهة هذا التحدي، تقترح IBM مخططًا للحوسبة الفائقة المركزية على الحوسبة الكمومية يدمج المعالجات الكمومية (QPU) مع وحدات معالجة الرسوميات (GPU) والمعالجات المركزية (CPU) عبر أنظمة محلية ومراكز أبحاث ومنصات سحابية، مما يمكّن تقنيات الحوسبة المختلفة من العمل معًا على مشكلات تتجاوز قدرات الأنظمة الفردية.

يجمع هذا الهيكل بين التقنيات الكمومية والتقليدية في بيئة حوسبة موحدة من خلال دمج الأجهزة الكمومية مع الموارد التقليدية، بما في ذلك مجموعات CPU و GPU، والشبكات عالية السرعة، والتخزين المشترك، لدعم الأحمال المكثفة وتطوير الخوارزميات.

حدد علماء IBM خارطة طريق من ثلاث مراحل نحو هذا النموذج: أولاً، دمج QPU كمسرعات ضمن بيئات الحوسبة عالية الأداء (HPC) الحالية؛ ثم تطوير منصات هجينة مدعومة ببرمجيات وسيطة تُبسط تعقيد النظام للمستخدمين؛ وأخيرًا، إنشاء أنظمة كمومية تقليدية متكاملة ومُحسنة بالكامل مصممة لعمليات العمل من النهاية إلى النهاية.

وبهذه الأساس، تتيح IBM سير عمل منسق يمتد عبر الحوسبة الكمومية والتقليدية.

تمكن الأطر البرمجية المفتوحة والمنسقة، بما في ذلك Qiskit، المطورين والعلماء من الوصول إلى القدرات الكمومية من خلال أدوات تطوير مألوفة، مما يساعد على توسيع تطبيقات الحوسبة الكمومية إلى مجالات مثل الكيمياء وعلوم المواد والتحسين.

“تبدأ معالجات الحوسبة الكمومية اليوم في معالجة أصعب أجزاء المشكلات العلمية — تلك التي تحكمها ميكانيكا الكم في الكيمياء،” قال جاي غامبيتا، مدير أبحاث IBM وزميل IBM.

“المستقبل يكمن في الحوسبة الفائقة المركزية على الحوسبة الكمومية، حيث تعمل المعالجات الكمومية جنبًا إلى جنب مع الحوسبة عالية الأداء التقليدية لحل المشكلات التي كانت سابقًا خارج نطاق القدرة. IBM تبني التكنولوجيا والأنظمة التي تجعل هذا المستقبل للحوسبة حقيقة اليوم،” أضاف.