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

كشفت شركة IBM النقاب عن أول معمارية مرجعية منشورة للحوسبة الفائقة المتمحورة حول الحوسبة الكمّية، موضحة كيفية دمج الحوسبة الكمّية في بيئات الحوسبة الفائقة الحديثة.

تتقدم أجهزة الكمبيوتر الكمّية نحو إجراء محاكاة مفيدة للأنظمة الكمّية المعقدة، حيث تُحقق الخوارزميات الهجينة الناشئة نتائج ذات معنى في مجالات مثل الكيمياء وعلوم المواد.

ومع ذلك، لا تزال قدرتها على معالجة المشكلات العلمية الكبرى محدودة بسبب انفصالها عن بنية تحتية للحوسبة الفائقة التقليدية، والتي لا تزال تتطلب نقل بيانات يدويًا وتنسيقًا بين الأنظمة الكمّية والتقليدية.

ولمعالجة هذا التحدي، تقترح IBM مخططًا للحوسبة الفائقة المتمحورة حول الكمّ يدمج وحدات المعالجة الكمّية (QPUs) مع وحدات GPUs والمعالجات CPUs عبر الأنظمة الموجودة في مقر العميل ومراكز الأبحاث ومنصات السحابة، بما يتيح أن تعمل تقنيات حوسبة مختلفة معًا لحل المشكلات التي تتجاوز نطاق قدرة أي نظام منفرد.

تضع هذه المعمارية التقنيات الكمّية والتقليدية في بيئة حوسبة موحدة من خلال الجمع بين العتاد الكمّي والموارد التقليدية، بما في ذلك عناقيد CPU وGPU، وشبكات عالية السرعة، وتخزين مشترك، لدعم أحمال العمل المكثفة وتطوير الخوارزميات.

يحدد علماء IBM خارطة طريق من ثلاث مراحل نحو هذا النموذج: أولاً، دمج QPUs كمسرّعات ضمن بيئات الحوسبة الفائقة عالية الأداء (HPC) القائمة؛ ثم تطوير منصات غير متجانسة مدعومة بوسيط (middleware) تُجرد تعقيد النظام عن المستخدمين؛ وفي النهاية، إنشاء أنظمة كمّية-تقليدية مُحسّنة بالكامل بالتوازي ومصممة لسير عمل يمتد من البداية إلى النهاية.

وبناءً على هذا الأساس، تُمكّن IBM سير عمل منسقًا يمتد بين الحوسبة الكمّية والحوسبة التقليدية.

يتيح تنسيقٌ متكامل وإطُر عمل برمجية مفتوحة، بما في ذلك Qiskit، للمطورين والعلماء الوصول إلى القدرات الكمّية عبر أدوات تطوير مألوفة، ما يساعد على توسيع تطبيقات الحوسبة الكمّية إلى مجالات مثل الكيمياء وعلوم المواد والتحسين.

“تبدأ معالجات اليوم الكمّية في معالجة أصعب أجزاء المشكلات العلمية—تلك التي تحكمها ميكانيكا الكم في الكيمياء”، قال Jay Gambetta، مدير أبحاث IBM وIBM Fellow.

“يكمن المستقبل في الحوسبة الفائقة المتمحورة حول الكمّ، حيث تعمل معالجات الكمّ مع الحوسبة الفائقة التقليدية لحل المشكلات التي كانت سابقًا خارج نطاق الوصول. تقوم IBM ببناء التكنولوجيا والأنظمة التي تُحقق هذا المستقبل للحوسبة اليوم”، كما ذكر.

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