تكشف شركة IBM عن أول بنية حاسوبية فائقية مركزة على الكم في الصناعة

قامت شركة IBM بالكشف عن أول مرجع معماري منشور للحوسبة الفائقة المتمحورة حول الحوسبة الكمية، موضحًا كيف يمكن دمج الحوسبة الكمية في بيئات الحوسبة الفائقة الحديثة.

تتقدم الحواسيب الكمية نحو إجراء محاكاة مفيدة للأنظمة الكمية المعقدة، حيث بدأت الخوارزميات الهجينة الناشئة بالفعل في تقديم نتائج ملموسة في مجالات مثل الكيمياء وعلوم المواد.

ومع ذلك، لا تزال قدرتها على معالجة المشكلات العلمية الكبرى محدودة بسبب فصلها عن بنية الحوسبة الفائقة الكلاسيكية، والتي ما زالت تتطلب نقل بيانات يدويًا والتنسيق بين الأنظمة الكمية والكلاسيكية.

ولمعالجة هذا التحدي، تقترح IBM مخططًا للحوسبة الفائقة المتمحورة حول الكمية يدمج وحدات المعالجة الكمية (QPUs) مع وحدات معالجة الرسوميات (GPUs) ووحدات المعالجة المركزية (CPUs) عبر الأنظمة الموجودة داخل المؤسسة ومراكز الأبحاث ومنصات السحابة، مما يتيح لتقنيات الحوسبة المختلفة أن تعمل معًا على مشكلات تتجاوز نطاق الوصول إلى أي نظام منفرد.

يجمع هذا التصميم بين التقنيات الكمية والكلاسيكية في بيئة حوسبة موحدة عبر دمج العتاد الكمي مع الموارد الكلاسيكية، بما في ذلك عنقودات CPU وGPU، وشبكات عالية السرعة، وتخزين مشترك، لدعم أحمال العمل المكثفة وتطوير الخوارزميات.

يحدد علماء IBM مسارًا طريقًا من ثلاث مراحل نحو هذا النموذج: أولًا، دمج QPUs كمسرّعات داخل بيئات الحوسبة عالية الأداء الحالية (HPC)؛ ثم تطوير منصات غير متجانسة مدعومة بالوسيط (middleware) تُجرد تعقيد النظام عن المستخدمين؛ وفي النهاية، إنشاء أنظمة كمية-كلاسيكية مُحسّنة بالكامل ومصممة لسير عمل متكامل من البداية إلى النهاية.

وعلى أساس هذه القاعدة، تُمكّن IBM سير عمل منسقًا يمتد بين الحوسبة الكمية والحوسبة الكلاسيكية.

يسمح التنسيق المتكامل وأطر البرامج المفتوحة، بما في ذلك Qiskit، للمطورين والعلماء بالوصول إلى القدرات الكمية عبر أدوات التطوير المألوفة، مما يساعد على توسيع تطبيقات الحوسبة الكمية إلى مجالات مثل الكيمياء وعلوم المواد والتحسين.

“تبدأ معالجات اليوم الكمية في معالجة أصعب أجزاء المشكلات العلمية—تلك التي تتحكم فيها ميكانيكا الكم في الكيمياء”، قال Jay Gambetta، مدير أبحاث IBM وزميل IBM.

“يكمن المستقبل في الحوسبة الفائقة المتمحورة حول الكمية، حيث تعمل المعالجات الكمية معًا جنبًا إلى جنب مع الحوسبة الفائقة الكلاسيكية لحل مشكلات كانت خارج نطاق الوصول سابقًا. تعمل IBM على بناء التكنولوجيا والأنظمة التي تجلب هذا المستقبل للحوسبة إلى أرض الواقع اليوم”، كما ذكر.

                    **الإفصاح:** تم تحرير هذه المقالة بواسطة Vivian Nguyen. لمزيد من المعلومات حول كيفية إنشاء المحتوى ومراجعته، راجع سياسة التحرير.