IBM تعمل على حواسيب كمومية فائقة بسرعة تزيد عن 4000 كيوبت

بعد أربعين عامًا من بدء العمل في الحوسبة الكمومية، أصبحت شركة IBM مستعدة لتوسيع التكنولوجيا خارج المختبر إلى تطبيقات أكثر عملية - مثل الحوسبة الفائقة! لقد حققت الشركة بالفعل عددًا من معالم التطوير منذ أن أصدرت خارطة الطريق الكمومية السابقة في عام 2020، بما في ذلك معالج 127-qubit Eagle الذي يستخدم الدوائر الكمومية و Qiskit Runtime API.
أعلنت شركة IBM الأربعاء أنها تخطط لتوسيع نطاق طموحاتها الكمية وقامت بمراجعة خارطة الطريق لعام 2020 بهدف أعلى يتمثل في تشغيل نظام سعة 4000 كيلوبت بحلول عام 2025.
قبل أن تبدأ في بناء أكبر كمبيوتر كمي حتى الآن، تخطط شركة IBM لإصدار شريحة Osprey 433 كيلوبت في وقت لاحق من هذا العام وترحيل Qiskit Runtime إلى السحابة في عام 2023، جلب نهج بدون خادم إلى مكدس البرامج الكمومية الأساسية، ستتبع هذه المنتجات في وقت لاحق من ذلك العام من قبل شركة كوندور، وهي شريحة كمية تصنفها شركة آي بي إم على أنها أول معالج كمي عالمي في العالم بأكثر من 1000 كيوبت".
هذه القفزة السريعة بأربعة أضعاف في الحجم الكمي (عدد الكيوبتات المعبأة في المعالج) ستمكّن المستخدمين
من تشغيل دوائر كمومية أطول بشكل متزايد، مع زيادة سرعة المعالجة - التي تُقاس ب CLOPS (عمليات طبقة الدائرة في الثانية) - من حد أقصى قدره 2،900 OPS إلى أكثر من 10،000. إذن فالأمر مجرد مضاعفة هذه السعة أربع مرات في فترة تقل عن 24 شهرًا.
للقيام بذلك، تخطط شركة IBM للحصول أولاً على مجموعات من المعالجات المتعددة للتواصل مع بعضها البعض على التوازي والتسلسل. يجب أن يساعد ذلك في تطوير مخططات أفضل لتخفيف الأخطاء وتحسين التنسيق بين المعالجات، وكلاهما مكونان ضروريان لأجهزة الكمبيوتر الكمومية العملية في المستقبل. بعد ذلك، ستصمم شركة IBM وتنشر قارنات على مستوى الرقاقة، والتي "ستربط شرائح متعددة معًا بشكل فعال لتشكيل معالج واحد وأكبر، وفقًا للشركة، ثم تبني روابط اتصالات كمومية لربط تلك المعالجات المتعددة الكبيرة معًا في مجموعات أكبر - بشكل أساسي تقوم بتسلسل مجموعات أكبر بشكل متزايد من المعالجات معًا حتى تشكل منصة حوسبة وظيفية معيارية تبلغ 4000 كيلوبت.
كتب الباحث في آي بي إم جاي جامبيتا الأربعاء: "مع نضوج الحوسبة الكمومية، بدأنا نرى أنفسنا أكثر من مجرد أجهزة كمومية نبني الجيل القادم من الحوسبة. من أجل الاستفادة من أجهزتنا الرائدة عالميًا، نحتاج إلى تطوير البرامج والبنية التحتية القادرة على الاستفادة منها".
أصدرت شركة IBM مجموعة من البرامج البدائية الجاهزة في وقت سابق من هذا العام، برامج مسبقة الصنع تتيح للمطورين سهولة الوصول إلى مخرجات الحسابات الكمومية دون الحاجة إلى فهم معقد للأجهزة حسب الشركة.
تعتزم شركة IBM توسيع هذا البرنامج الذي تم تعيينه في عام 2023 ، مما يتيح للمطورين تشغيلهم على معالجات كمومية متوازية. قال جامبيتا: "نخطط أيضًا لتحسين الأداء البدائي من خلال طرق التجميع والمعالجة ذات المستوى المنخفض ، مثل إدخال أدوات منع الأخطاء والتخفيف من حدتها، ستسمح هذه العناصر الأولية المتقدمة لمطوري الخوارزميات باستخدام خدمات Qiskit Runtime كواجهة برمجة تطبيقات لدمج الدوائر الكمومية والإجراءات الكلاسيكية لبناء تدفقات عمل كمومية".
ستأخذ تدفقات العمل هذه مشكلة معينة ، وتقسيمها إلى برامج كمومية وكلاسيكية أصغر، ثم تمضغ من خلال تلك العمليات إما بشكل متوازي أو متسلسل اعتمادًا على أيهما أكثر كفاءة، ثم تستخدم طبقة تزامن لربط الدائرة كل تدفقات البيانات المختلفة هذه بالعودة إلى نتيجة متماسكة يمكن أن تفهمها أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية.
تطلق شركة IBM على البنية التحتية للتطريز المملوكة لها Quantum Serverless، ووفقًا لخريطة الطريق الجديدة، ستنشر الميزة إلى مجموعة البرامج الكمومية الأساسية الخاصة بها في عام 2023.