الحوسبة الكمومية: frontier جديدة في التكنولوجيا
تمثل الحوسبة الكمومية التطور القادم في التكنولوجيا، لكنها لا تزال مجالاً غير مستكشف إلى حد كبير. يواجه الباحثون العديد من التحديات، بما في ذلك تصحيح الأخطاء، وقابلية التوسع، والتكلفة، وتطوير الأجهزة والبرامج المتقدمة القادرة على تنفيذ محاكاة عالية الأداء.
لتعزيز الاستكشاف العلمي في هذا المجال المتطور، أطلقت Nvidia منصة Quantum Cloud التي تتيح للمستخدمين بناء واختبار التطبيقات والخوارزميات الكمومية في السحابة. تعتمد Quantum Cloud على منصة الحوسبة الكمومية مفتوحة المصدر CUDA-Q، التي تستخدمها ثلاثة أرباع الشركات التي تنشر وحدات المعالجة الكمومية (QPUs). حسبما ذكر تيم كوست، مدير HPC والحوسبة الكمومية في Nvidia، "تمثل الحوسبة الكمومية نقطة تحول ثورية تتطلب أذكى العقول للتقدم."
تسريع الاستكشاف الكمومي
تهدف Nvidia إلى كسر الحواجز أمام الاستكشاف الكمومي من خلال Quantum Cloud. تشمل المنصة عدة إمكانيات مبتكرة:
- محلل القيم الكمومية التوليدية: تم تطوير هذه التقنية بالتعاون مع جامعة تورنتو، حيث تستفيد من نماذج اللغة الكبيرة (LLMs) لتسريع اكتشاف طاقة الحالة الأساسية لجزيء، وتحديد التكوين الأكثر استقراراً بكفاءة.
- QC Ware Promethium: أداة تعالج مشاكل كيمياء الكم المعقدة، لا سيما في المحاكاة الجزيئية.
- تكامل Classiq مع CUDA-Q: تسهم هذه الميزة الباحثين الكموميين في توليد برامج كبيرة وتقييم الدوائر الكمومية.
يؤكد كوست على رسالة Quantum Cloud: تمكين العلماء في جميع أنحاء العالم من الاستفادة من الحوسبة الكمومية وتحويل أفكارهم إلى واقع.
نظام Nvidia البيئي الكمومي
أنشأت Nvidia نظاماً بيئياً واسعاً يضم 160 شريكاً في مجال الحوسبة الكمومية. تعمل شركات التكنولوجيا الرائدة مثل Google Cloud، وMicrosoft Azure، وOracle Cloud، وIonQ، وIQM Quantum Computers، وOQC، وORCA Computing، وqBraid، وQuantinuum على دمج Quantum Cloud في خدماتها.
على سبيل المثال، طور الباحثون من HSBC تطبيق تعلم آلي (ML) كمومي قادر على اكتشاف الاحتيال في المدفوعات الرقمية، محققين محاكاة باستخدام 165 كيوبت على وحدات معالجة الرسوميات من Nvidia. يُعتبر هذا قفزة كبيرة، حيث تستخدم معظم المشاريع عادةً أقل من 40 كيوبت. leveraged استغل الباحثون تقنيات ML عبر برمجيات CUDA Quantum وcuTensorNet لتجاوز التحديات المتعلقة بالتحجيم.
تتعاون Nvidia مع نحو عشرين جامعة لتدريب الجيل القادم من علماء الحاسوب، من خلال تطوير المناهج التعليمية والمواد الدراسية المتعلقة بـ CUDA Quantum. كما رعت الشركة QHack، وهو هاكاثون كمومي، حيث استخدم الفريق الفائز من Qkrishi في الهند CUDA Quantum لمحاكاة المواد لتصميم بطاريات محسّنة.
"يجسد جسر الفجوة بين الحوسبة التقليدية والكمومية أهمية بالغة لمستقبل التكنولوجيا"، كما ذكرت تيريزا ماير، نائبة رئيس البحث في جامعة كارنيجي ميلون. تهدف مبادرات Nvidia إلى تزويد الطلاب والباحثين بالمهارات اللازمة للتفوق في مشهد التكنولوجيا الهجينة الناشئة.
دعم الابتكارات الكمومية العالمية
تدعم تكنولوجيا CUDA Quantum والمشروعات المرتبطة بها العديد من المشاريع الكمومية العالمية، بما في ذلك:
- دمج حزمة الكيمياء الكمومية Promethium من QC Ware مع Nvidia Quantum Cloud.
- مبادرة ABCI-Q في المعهد الوطني للعلوم الصناعية المتقدمة في اليابان، أحد أكبر الحواسيب الفائقة المخصصة للبحث الكمومي.
- نشر Nvidia DGX SuperPOD بواسطة مؤسسة Novo Nordisk.
- تنفيذ CUDA Quantum على وحدات معالجة Nvidia Grace Hopper Superchips في مركز بوسوي للبحث في الحوسبة الفائقة بأستراليا.
- دمج جديد لـ Classiq مع CUDA Quantum، الذي يقوم بأتمتة توليد برامج كمومية محسنة للباحثين.
- جهود ORCA Computing لإنشاء منصة اختبار للحوسبة الكمومية لمركز الحوسبة الكمومية الوطني في المملكة المتحدة، مع وجود عنقود GPU من Nvidia مع CUDA Quantum.
- بيئة المطور السحابية الخاصة بـ qBraid، المعززة بدمج CUDA Quantum.
- أبحاث BlueQubit، التي تُظهر أن تكنولوجيا Nvidia قادرة على تقديم أسرع وأكبر عمليات محاكاة كمومية على وحدات معالجة الرسوميات.
من خلال دفع حدود تكنولوجيا الكم، تُمهد Nvidia الطريق لتحقيق تقدمات رائدة في عالم الحوسبة.