يزعم باحثو شركة Nvidia أنهم حققوا تقدمًا ملحوظًا في السعي لبناء جهاز كمبيوتر كمي وظيفي بالكامل وقابل للتطبيق تجاريًا يعتمد على عمليات محاكاة حاسوبية فائقة السرعة أجريت باستخدام وحدات المعالجة الرسومية (GPUs).
في حين أن التقدم نحو تطوير حاسوب كمي مفيد كان ثابتًا لعقود من الزمن، إلا أن علماء الفيزياء ما زالوا منقسمين بشأن المسار الذي يجب اتخاذه بالضبط نحو خلقهم النهائي.
الكم
تعمل أجهزة الكمبيوتر الكمومية بشكل مختلف عن نظيراتها الكلاسيكية. تعتمد أجهزة الكمبيوتر التي نستخدمها كل يوم، مثل الجهاز الذي تقرأ عنه هذه المقالة، على مفاتيح ثنائية لإجراء العمليات الحسابية. لكن نظيراتها الكمومية تستغل طبيعة الفيزياء، من خلال استخدام البتات الكمومية، لإجراء عمليات حسابية أكثر تعقيدًا بكثير مما تستطيع الواحدات والأصفار وحدها القيام به.
هناك العديد من المدارس الفكرية عندما يتعلق الأمر بكيفية بناء حاسوب كمي، وكلها تنطوي على بنية تحتية باهظة الثمن بشكل لا يصدق، وهندسة رائدة، وأبحاث رائدة في مفاهيم الرياضيات والفيزياء النظرية.
يمكن القول إن أكثر طريقتين يتم استكشافهما شيوعًا اليوم هما البوابات الكمومية والتلدين الكمومي. والاختلافات بين الطريقتين صارخة، وكذلك قدراتهما المحتملة.
تعمل شركة Nvidia على تطوير نظام التلدين الكمي. وتتمتع الشركة بخبرة واسعة في مجال وحدات معالجة الرسوميات، سواء في قطاع الألعاب أو الذكاء الاصطناعي، مما يضعها في وضع فريد يسمح لها بمواصلة أبحاث الحوسبة الكمومية من خلال محاكاة أجهزة الكمبيوتر العملاقة.
أجهزة الكمبيوتر العملاقة مقابل العناقيد العملاقة
وفقًا لورقة بحثية نُشرت مؤخرًا، قام باحثو Nvidia باستغلال مئات الآلاف من وحدات معالجة الرسوميات، في عدة مجموعات منفصلة، لمحاكاة سلوك نظام التلدين الكمومي.
يتم تنفيذ هذا النوع من عمليات المحاكاة عادةً على أجهزة كمبيوتر عملاقة مزودة بمجموعات من وحدات المعالجة المركزية أو هياكل معمارية مماثلة. ولكن وحدات معالجة الرسوميات الرائدة من شركة Nvidia توفر لها بديلاً قويًا.
يصف بحث Nvidia كيف استخدم الفريق عمليات المحاكاة الكمومية المستندة إلى وحدة معالجة الرسوميات لحل مشكلة بارزة واجهتها أنظمة التلدين حيث كانت الجسيمات المغناطيسية المستخدمة في الحوسبة الكمومية “تغير سلوكها فجأة”.
ومن خلال عمليات المحاكاة، تمكن الفريق من التوصل إلى حل مقترح يتضمن التلاعب بالحقول المغناطيسية. وبمجرد تنفيذ هذا الحل، قد يصبح من الممكن طرح أجهزة التلدين الكمي كاملة الخدمات في السوق.
التطبيقات المستقبلية
تُعد أنظمة التلدين الكمي نوعًا خاصًا من أجهزة الكمبيوتر الكمومية التي يتم تطويرها لحل مشكلات محددة للغاية. وعلى عكس أجهزة الكمبيوتر الكمومية القائمة على البوابات، لا يتم تصميمها للعمل على مهام عامة.
ومن المرجح أن يتم تطويرها بطريقة مخصصة لحل المشكلات البارزة في مجال التحسين. ومن المرجح أن تتأثر الصناعات الأكثر عرضة لأنظمة التلدين الكمي الاستشعار الكمي، والنقل، والشحن والخدمات اللوجستية، والطاقة، والتمويل، والبلوك تشين.
وفي عالم التمويل، على سبيل المثال، يتوقع العلماء أن أنظمة الحوسبة الكمومية قد توفر زيادات كبيرة في الدقة في مجالات التنبؤ وإدارة المحافظ الاستثمارية وتنويعها.
متعلق ب: بيان صحفي صادر عن وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA) يسلط الضوء على صعوبة تطوير حلول التمويل الكمي
