تبتكر IBM Research نهجًا جديدًا "بدون خادم" للحوسبة الكمية
تعد الحوسبة الكمومية بأداء قوي سحريًا ، ولكنها أيضًا بها العديد من العقبات التي لا يمكن التغلب عليها. تتمثل إحدى أهم النقاط في كيفية التعبير عن المشكلة المراد حلها كـ "دائرة" كمومية يمكن تشغيلها على الأجهزة الموجودة. ولكن ماذا لو كان جزء فقط من المشكلة يناسب هذا التعبير؟ بشكل عام ، يتم التعامل مع المشكلات المعقدة بشكل أفضل عن طريق الحوسبة التقليدية والتكنولوجيا الكمومية ، لكن معظم المطورين ليسوا على دراية بهذه التقنية الخاصة بتقسيم المشكلات إلى مجالات حوسبة مختلفة مثل CPU و GPU و QPU. تحقيقا لهذه الغاية ، قررت شركة IBM تمهيد الطريق للحوسبة الكمية من خلال طبقات التجريد ، وتعزيز الحوسبة "بدون خادم" على المستوى الكمي كما يفعل مقدمو الخدمات السحابية.
ما هو "Quantum Serverless"؟
تم تصميم نهج IBM "بدون خادم الكم" لتوجيه المستخدمين في الاستفادة من موارد الحوسبة الكمية على نطاق واسع دون القلق بشأن تعقيد الأجهزة الأساسية. تعتمد عملية التطوير غير الاحتكاكية بشكل أساسي على Qiskit مفتوح المصدر ، وهي بيئة لتنفيذ كود الحوسبة الكلاسيكي بطريقة حاوية ، مما يتيح الوصول إلى الأجهزة الكمومية بزمن انتقال منخفض. نتيجة لذلك ، يمكن لمجموعة متنوعة من أحمال العمل تكرار أو إعادة استخدام الأجهزة الكمومية لأداء أسرع بكثير من أي وقت مضى. في الواقع ، استخدمت IBM وقت تشغيل Qiskit لتنفيذ خوارزمية Eigensolver الكم المتغيرة أسرع 120 مرة من نماذج API السابقة للدائرة.
حول Qiskit
يستهدف IBM Qiskit بشكل أساسي ثلاثة أنواع من المستخدمين. الأول هو خبراء رفيعو المستوى في مجالات مثل الكيمياء أو التمويل أو الذكاء الاصطناعي ممن ليسوا على دراية كبيرة بتكنولوجيا الكم ، ويمكنهم الآن أيضًا نشر الدوائر على الأجهزة الكمومية بطريقة شفافة نسبيًا. هذه بلا شك خطوة مهمة للحوسبة الكمية لتلبية طلب السوق. والثاني هو مطور لديه فهم معين للدوائر الكمومية وينوي استخدام مكتبة وقت التشغيل لاختبار المزايا النسبية للحوسبة الكمومية على الحوسبة الكلاسيكية. أخيرًا ، يمكن لخبراء الحوسبة الكمومية الذين يرغبون في فحص نبضات الحوسبة الكمومية - الإشارات التي تدخل وتخرج من الكيوبتات - نشر نفس مجموعة وقت التشغيل في واحد من أكثر من 20 نظامًا كميًا تدعمه شركة IBM حول العالم ، مدعومًا من Qiskit. أرقى.
قام فريق IBM أيضًا بالبحث عن طرق جديدة لتحسين قدرات حل المشكلات لأنظمة الحوسبة الكمية من خلال الاستفادة من الموارد الكلاسيكية لمعالجة المشكلات المعقدة مثل تصميم الدوائر والتضمين الكمي وتخفيف الأخطاء. يمكن للموارد الكلاسيكية العثور على نقاط دخول رئيسية في مشاكل تصميم الدوائر ، وبالتالي إنشاء دوائر كمومية أصغر لاستيعاب الأجهزة الكمومية الحالية ذات القدرة الحسابية الضعيفة. بعد اكتمال الأجزاء ، يتم إعادة تجميع الأجزاء بواسطة أجهزة كمبيوتر كلاسيكية لمحاكاة المشكلة الكلية. تخفيف الخطأ هو تقليل بعض الأخطاء وتأثيراتها من خلال آليات ما بعد المعالجة الكلاسيكية ، وبالتالي الحصول على حلول حوسبة كمومية أكثر دقة. تأمل شركة IBM أن يسمح هذا المزيج الكمي الكلاسيكي لمجتمع التكنولوجيا بالاستمتاع بفوائد الحوسبة الكمومية في تطبيقات معينة في وقت أقرب مما هو متوقع.
ما هي مزايا "بدون خادم"؟
في الواقع ، يمكن أن يكون التعبير "بدون خادم" مربكًا بعض الشيء. تتواجد الخوادم الأساسية (سواء في الشكل الكلاسيكي أو الكمي) بالطبع ، كل ما يحتاجه المطورون الآن فقط هو التركيز على الترميز ، وليس البنية التحتية للأجهزة. سيتم تغليف جميع الموارد كخدمات سحابية ، مما يلغي الحاجة إلى إدارة السعة أو دورة الحياة في جانب التطوير وتمكين التوسع السلس. أخيرًا ، يمكن للمستخدمين الدفع كما يذهبون دون تكبد تكلفة الأجهزة الخاملة.
خاتمة
في الوقت الحالي ، يعد إصدار IBM مجرد عرض توضيحي بسيط ، يركز بشكل أساسي على كيفية مساعدة محرك كود سحابة IBM ووقت تشغيل Qiskit المستخدمين على دمج CPU و GPU و QPU في نفس سيناريو التطبيق ، وهو ما يعادل فتح نافذة صغيرة للتجسس على سيناريوهات التطبيق المستقبلية .
بالنظر إلى المستقبل ، تستكشف شركة IBM طرقًا أكثر تعقيدًا لتنفيذ الحوسبة الكمومية ، على أمل تحقيق "التفوق الكمي" وتسريعها -- حالة استخدام تكون فيها الحوسبة الكمومية أفضل بكثير من الحوسبة التقليدية. إن ظهور "بدون خادم كمي" هو بالضبط مخطط رسمته شركة IBM للحوسبة الكمومية.
