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

أعلنت IBM عن أول بنية مرجعية منشورة للحوسبة فائقة التركيز على الكمّ، محددةً كيفية دمج الحوسبة الكمية ضمن بيئات الحوسبة فائقة الحديثة.

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

ومع ذلك، تظل قدرتها على معالجة المشكلات العلمية الكبرى محدودة بسبب فصلها عن البنية التحتية للحوسبة فائقة السعة التقليدية، والتي ما زالت تتطلب نقل البيانات يدويًا والتنسيق بين الأنظمة الكمية والتقليدية.

ولمعالجة هذا التحدي، تقترح IBM مخططًا للحوسبة فائقة التركيز على الكمّ يدمج معالجات كمّية (QPUs) مع وحدات GPUs ووحدات CPUs عبر الأنظمة ضمن البيئات المحلية (on-premises) ومراكز الأبحاث ومنصات السحابة، مما يتيح ل‍تقنيات حوسبة مختلفة العمل معًا لحل مشكلات يتعذر على أي نظام منفرد بلوغها.

تُدخل البنية المعمارية تقنيات الكم والتقليدية إلى بيئة حوسبة موحدة عبر الجمع بين العتاد الكمّي والموارد التقليدية، بما في ذلك عناقيد وحدات CPU وGPU، وشبكات عالية السرعة، وتخزينًا مشتركًا، لدعم الأحمال المكثفة وتطوير الخوارزميات.

يرسم علماء IBM خارطة طريق من ثلاث مراحل نحو هذا النموذج: أولًا، دمج معالجات الكمّية (QPUs) بوصفها مُسرّعات داخل بيئات الحوسبة عالية الأداء (HPC) القائمة؛ ثم تطوير منصات هجينة مدعومة بالوسيط (middleware) تُجرّد تعقيد النظام عن المستخدمين؛ وفي النهاية، إنشاء أنظمة كمية-تقليدية مُحسَّنة بالكامل بالتوازي (co-optimized) والمصممة لسير عمل شامل من البداية إلى النهاية.

وبناءً على هذا الأساس، تُمكّن IBM من سير عمل منسق يمتد عبر الحوسبة الكمّية والحوسبة التقليدية.

تتيح أدوات التنسيق المدمجة وأطر البرمجيات المفتوحة، بما في ذلك Qiskit، للمطورين والعلماء الوصول إلى القدرات الكمّية عبر أدوات تطوير مألوفة، مما 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 فائقة التركيز على الكمّ، حيث تعمل المعالجات الكمّية معًا إلى جانب الحوسبة فائقة الأداء التقليدية لحل المشكلات التي كانت خارج متناولها سابقًا. تقوم IBM ببناء التكنولوجيا والأنظمة التي تُجسّد هذا المستقبل من الحوسبة إلى واقع اليوم”، كما قال.

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