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

أعلنت IBM عن أول مرجع معماري منشور للحوسبة الفائقة المتمحورة حول الحوسبة الكمية، موضحة كيفية دمج الحوسبة الكمية في بيئات الحوسبة الفائقة الحديثة.

تتقدم الحواسيب الكمية نحو إجراء عمليات محاكاة مفيدة للأنظمة الكمية المعقدة، حيث تُحقق الخوارزميات الهجينة الناشئة بالفعل نتائج ذات مغزى في مجالات مثل الكيمياء وعلوم المواد.

ومع ذلك، تظل قدرتها على معالجة مشكلات علمية كبرى محدودة بسبب فصلها عن البنية التحتية للحوسبة الفائقة الكلاسيكية، إذ لا يزال الأمر يتطلب نقل بيانات يدويًا وتنسيقًا بين أنظمة الكم والكلاسيك.

ولمعالجة هذه التحديات، تقترح IBM مخططًا للحوسبة الفائقة المتمحورة حول الكم يدمج وحدات المعالجة الكمية (QPUs) مع وحدات GPUs ووحدات CPUs عبر الأنظمة الموجودة داخل المقرات (on-premises) ومراكز الأبحاث ومنصات السحابة، بما يتيح أن تعمل تقنيات حوسبة مختلفة معًا لحل المشكلات التي تتجاوز قدرة الأنظمة الفردية.

يجلب هذا التصميم تقنيات الكم والتقنيات الكلاسيكية إلى بيئة حوسبة موحدة عبر الجمع بين العتاد الكمي والموارد الكلاسيكية، بما في ذلك عنقودات وحدة المعالجة المركزية (CPU) ووحدة معالجة الرسوميات (GPU)، وشبكات الاتصال عالية السرعة، والتخزين المشترك، لدعم أحمال العمل المكثفة وتطوير الخوارزميات.

يحدد علماء IBM خارطة طريق من ثلاث مراحل نحو هذا النموذج: أولًا، دمج QPUs كمسرعات (accelerators) داخل بيئات الحوسبة عالية الأداء (HPC) الحالية؛ ثم تطوير منصات غير متجانسة مدعومة بالوسيط (middleware) تعمل على تجريد تعقيد النظام عن المستخدمين؛ وفي النهاية، إنشاء أنظمة كمية-كلاسيكية مُحسّنة بالكامل بشكل مشترك (co-optimized) ومصممة لسير عمل من طرف إلى طرف (end-to-end workflows).

وبناءً على هذا الأساس، تمكّن IBM من تنفيذ سير عمل منسق يمتد عبر الحوسبة الكمية والحوسبة الكلاسيكية.

تتيح عمليات التنسيق المتكاملة وأطر البرمجيات المفتوحة، بما في ذلك Qiskit، للمطورين والعلماء الوصول إلى القدرات الكمية عبر أدوات تطوير مألوفة، مما يساعد على توسيع تطبيقات الحوسبة الكمية إلى مجالات مثل الكيمياء وعلوم المواد والتحسين.

“بدأت معالجات اليوم الكمية في معالجة أصعب أجزاء المشكلات العلمية—والمشكلات التي يحكمها ميكانيكا الكم في الكيمياء”، قال Jay Gambetta، مدير أبحاث IBM وIBM Fellow.

“يكمن المستقبل في الحوسبة الفائقة المتمحورة حول الكم، حيث تعمل المعالجات الكمية معًا جنبًا إلى جنب مع الحوسبة عالية الأداء الكلاسيكية لحل المشكلات التي كانت—في السابق—خارج نطاق الوصول. تقوم IBM ببناء التكنولوجيا والأنظمة التي تجلب هذا المستقبل من الحوسبة إلى الواقع اليوم”، حسبما قال.

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