ويعتمد مجال الحوسبة الكمومية حاليا على أجهزة صغيرة نسبيا، وقدرة حسابية تعاني من التشويش والاضطرابات. سيكون النظام الذي يحتوي على ألف كيوبت بمثابة علامة بارزة ستكون قادرة على إظهار مزايا الحوسبة الكمومية بوضوح مقارنة بالحوسبة الكلاسيكية وحتى أقوى أجهزة الكمبيوتر العملاقة وأكثرها كفاءة في العالم.
أعلنت شركة IBM عن خارطة طريق الحوسبة الكمومية الخاصة بها للسنوات القادمة وأعلنت عن نيتها بناء نظام حوسبة كمومية واسع النطاق. وتتوقع الشركة أن مثل هذا النظام سيكون قادرًا على التعامل مع بعض أعظم التحديات العلمية في عصرنا - مثل محاكاة سلوك الذرات بغرض التخطيط وإنشاء مواد مبتكرة - ومواصلة السعي لفهم الكون بما يتجاوز ما يمكن تحقيقه باستخدام أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية.
ويعتمد مجال الحوسبة الكمومية حاليا على أجهزة صغيرة نسبيا، وقدرة حسابية تعاني من التشويش والاضطرابات. حدد باحثو شركة آي بي إم هدفًا لتطوير معالجات كمومية مبتكرة قابلة للتطوير إلى أكثر من 1,000 كيوبت بحلول نهاية عام 2023. وسيكون مثل هذا النظام بمثابة علامة فارقة يمكن أن تظهر بوضوح مزايا الحوسبة الكمومية مقارنة بالحوسبة الكلاسيكية وحتى أقوى أجهزة الكمبيوتر العملاقة وأكثرها كفاءة. فى العالم. وفي الوقت نفسه، تواصل شركة IBM إتاحة الوصول إلى أنظمتها من خلال السحابة حتى يتمكن أي عالم في العالم من برمجتها والاستفادة من مزاياها الفريدة.
تقوم شركة IBM بالبحث في مجال الموصلات الفائقة الكمومية منذ منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ونجحت في زيادة الاستقرار وتقليل أخطاء المعالجات الكمومية وتطوير أنظمة متعددة الكيوبت. تم توفير أول كمبيوتر كمي لعامة الباحثين والمطورين من خلال سحابة IBM بالفعل في عام 2016.
واليوم، تقوم الشركة بتشغيل العشرات من الأنظمة الكمومية المستقرة في سحابة IBM للعملاء والباحثين والأطراف المهتمة. حتى عامة الناس يمكنهم برمجة وتشغيل التطبيقات على هذه الأنظمة باستخدام السحابة. ومن بين أمور أخرى، تعمل في السحابة الأنظمة التي تتضمن معالج IBM Quantum Canary الكمي بخمسة بتات ومعالجات IBM Quantum Falcon ذات 27 بتة كمومية. بالمناسبة - في مثل هذا النظام، وبمساعدة التحسينات الفريدة للأجهزة والبرامج، تمكن باحثو IBM قبل بضعة أسابيع من الوصول إلى مؤشر حجم كمي قدره 64.
التالي في الخط هو معالجات IBM Quantum Hummingbird بسعة 65 بت المتوفرة حاليًا لعملاء الشركات الشريكة لشركة IBM Q - وهي شبكة من المؤسسات الأكاديمية والشركات التجارية والمختبرات التي تجري أبحاثًا باستخدام الحوسبة الكمومية.
الخطوة الكمومية التالية
التحدي الأكبر الذي يواجه الباحثين اليوم هو فهم كيفية التحكم في الأنظمة التي تحتوي على عدد كبير من الكيوبتات لفترة طويلة بما فيه الكفاية وبأقل قدر ممكن من الأخطاء. في العام المقبل، ستقدم شركة IBM معالج IBM Quantum Eagle الذي يحتوي على 127 كيوبت والعديد من الترقيات التي ستمثل علامة فارقة لنظام مستقر يحتوي على أكثر من 100 كيوبت.
ستسمح مبادئ التصميم الموضوعة للمعالجات الأصغر للشركة بإطلاق نظام يسمى IBM Quantum Osprey بـ 433 كيوبت في عام 2022. وسيعتمد مثل هذا النظام أيضًا على التحسينات في البنية التحتية للتبريد اللازمة لدعمه وضمان زيادة عدد المعالجات. المعالجات لا تضحي بأداء النظام.
في عام 2023 ستطرح شركة IBM لأول مرة معالج IBM Quantum Condor بـ 1,121 كيوبت والذي سيعتمد على الدروس المستفادة من جميع الأجهزة التي سبقتها والمحاولة المستمرة لمواصلة تقليل الأخطاء والحفاظ على استقرار الدوائر الكمومية لفترة أطول فترات زمنية.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تعليقات 7
آسف، قصدت أن أكتب شكرا لك على الإجابات الرائعة.
إيلي إسحاق
https://eisaak123.wixsite.com/privatelessons
https://www.panda2all.com/private_tutor_programming.html
فيما يتعلق بالأسئلة - الرقم الأولي هو رقم يقبل القسمة (بدون باقي) على نفسه فقط على 1.
لا توجد علاقة بين كمية البتات الكمومية في الكمبيوتر الكمي والأعداد الأولية (على سبيل المثال، 1211 ليس أوليًا، فهو قابل للقسمة على 7 بدون باقي). هذه الأرقام مستمدة من تصميم هندسي قاموا به، والذي يأخذ في الاعتبار القدرة على طباعة دوائر تحتوي على العديد من الكيوبتات، ولكن بأقل قدر ممكن من الضوضاء.
اليوم، لا تشبه البرمجة على الحاسوب الكمي البرمجة باللغات البرمجية المتقدمة التي تحتوي على متغيرات وهياكل بيانات، ولكنها برمجة ذات مستوى أقل بكثير تتضمن عمليات منطقية (تسمى "البوابات الكمومية"). لذلك، البرمجة اليوم ليست في الواقع مشابهة للبرمجة باستخدام الخيوط، وهي تذكرنا أكثر بتصميم الدوائر الإلكترونية ذات البوابات المنطقية (مثل AND وOR).
هناك العديد من مكتبات الأكواد التي تقوم الشركات المختلفة بتطويرها من أجل تسهيل بناء هذه الدوائر، مثل مكتبة Qiskit للغة بايثون وهي مكتبة مفتوحة المصدر مدعومة من شركة IBM.
آفي بيليزوفسكي
وماذا يعني هذا: "الأعداد الأولية"؟
وما علاقة الحوسبة الكمومية بها؟
كيف يرتبط الرقم الأولي بكمية الكيوبت في معالج الكمبيوتر الكمي؟ ما هي العلاقة بينهما؟
شكرا.
NB
(ماذا حدث للتعليقات الأخيرة؟
اشتقت لتعليقات إسرائيل شابيرا 🙂 )
أنا مهتم بمعرفة، من وجهة نظر المبرمج الذي ليس على دراية بالأجهزة،
ماذا يعني البرمجة على الحاسوب الكمي.
أعتقد أنها مختلفة عن البرمجة التي تستخدم Threads.
أعتقد أن الأمر يتعلق بحقيقة أن المتغير في برنامجي يمكن أن يحمل الكثير
القيم في نفس الوقت. كيف أعمل مع مثل هذا المتغير؟
أحب أن أسمع من شخص يفهم هذا حقًا.
ربما ترى أيضًا مثالًا صغيرًا لمثل هذا البرنامج مع الشرح.
إيلي إسحاق هو مدرس خاص للبرمجة على المستوى الأكاديمي
https://eisaak123.wixsite.com/privatelessons
يقوم بالتدريس في موقع الدروس الخصوصية
https://panda2all.com
127 و 433 أعداد أولية.
كما كان يقول مدرس الرياضيات - حتى (الأرقام) القبيحة لها الحق في العيش
أتساءل لماذا تحدد شركة IBM الأرقام المستهدفة مثل 127 و433 و1,211.
يمكن لأي شخص أن يلقي الضوء على هذه المسألة؟