IBM برنامه‌های خود را برای ارائه سیستم 4000 کیوبیتی اعلام می‌کند

با ترکیبی از نرم‌افزارهای هوشمند، معماری‌های متصل و پردازنده‌های مدولار و شبکه‌ای جدید، این شرکت قصد دارد به مزیت کوانتومی کوتاه‌مدت دست یابد.

آی‌بی‌ام روز سه‌شنبه اعلام کرد که نقشه راه خود را برای دستیابی به محاسبات کوانتومی در مقیاس بزرگ و عملی با معماری‌های مدولار و شبکه جدید گسترش خواهد داد. این شرکت در کنفرانس سالانه Think خود گفت که این به سیستم های کوانتومی IBM تا صدها هزار کیوبیت می دهد.

برای فعال کردن کیوبیت‌ها با سرعت و کیفیت لازم برای محاسبات کوانتومی عملی، آن‌ها با آنچه که شرکت به عنوان «لایه نرم‌افزاری باهوش‌تر برای توزیع کارآمد بارهای کاری و انتزاعی از چالش‌های زیرساختی» توصیف می‌کند، تنظیم خواهند شد.

به گفته IBM، دستیابی به محاسبات کوانتومی عملی به سه ستون بستگی دارد: سخت‌افزار کوانتومی قوی و مقیاس‌پذیر، نرم‌افزار کوانتومی پیشرفته برای هماهنگ‌سازی و فعال کردن برنامه‌های کوانتومی در دسترس و قدرتمند، و یک اکوسیستم جهانی گسترده از سازمان‌ها و جوامع آماده کوانتومی.

این شرکت برای اولین بار نقشه راه کوانتومی خود را در سال 2020 اعلام کرد که با “Eagle” شروع شد، یک پردازنده 127 کیوبیتی با مدارهای کوانتومی که نمی توان به طور قابل اعتماد دقیقاً روی یک کامپیوتر کلاسیک شبیه سازی کرد و معماری آن زمینه را برای پردازنده هایی با کیوبیت های بیشتر فراهم کرد.

IBM سرعت 120 برابری را در زمان های اجرا کوانتومی ارائه کرده است که از طریق پلت فرم نرم افزار Qiskit Runtime ارائه می شود. اواخر سال جاری، IBM اعلام کرد که انتظار دارد به رونمایی از پردازنده 433 کیوبیتی خود، Osprey ادامه دهد.

در سال 2023، IBM اهداف خود را برای ایجاد یک تجربه توسعه بدون اصطکاک با Qiskit Runtime و گردش‌های کاری که مستقیماً در فضای ابری ساخته شده‌اند پیش خواهد برد – یک رویکرد بدون سرور را به پشته نرم‌افزار کوانتومی هسته‌ای ارائه می‌کند. این شرکت گفت که هدف این است که به توسعه دهندگان سادگی و انعطاف پذیری پیشرفته بدهد.

از نظر سخت افزاری، IBM Condor را معرفی می کند که این شرکت از آن به عنوان اولین پردازنده کوانتومی جهانی با بیش از 1000 کیوبیت یاد می کند.

دیدن: سیاست اخلاقی هوش مصنوعی (TechRepublic Premium)

رونمایی از محاسبات کوانتومی مدولار

IBM سه رژیم مقیاس پذیری را برای پردازنده های کوانتومی خود هدف قرار داده است.

اولین مورد نیاز به ایجاد قابلیت هایی برای برقراری ارتباط کلاسیک و موازی کردن عملیات در چندین پردازنده دارد. این راه را به روی مجموعه گسترده‌تری از تکنیک‌های ضروری برای سیستم‌های کوانتومی عملی، مانند تکنیک‌های بهبود یافته کاهش خطا و هماهنگ‌سازی هوشمند بار کاری، با ترکیب منابع محاسباتی کلاسیک با پردازنده‌های کوانتومی که می‌توانند در اندازه‌های گسترده‌تر باشند، باز می‌کند.

گام بعدی در ارائه معماری مقیاس پذیر، جفت کننده های کوتاه برد و در سطح تراشه را مستقر می کند. این جفت‌کننده‌ها چندین تراشه را به یکدیگر متصل می‌کنند تا به طور مؤثر یک پردازنده واحد و بزرگ‌تر را تشکیل دهند و ماژولاریت اساسی را معرفی می‌کنند که کلید مقیاس‌بندی است.

سومین مؤلفه برای دستیابی به مقیاس پذیری واقعی، ایجاد پیوندهای ارتباطی کوانتومی بین پردازنده های کوانتومی خواهد بود. برای انجام این کار، IBM پیوندهای ارتباطی کوانتومی را برای اتصال خوشه‌ها به یک سیستم کوانتومی بزرگ‌تر پیشنهاد کرده است.

هر سه تکنیک مقیاس‌پذیری برای رسیدن به هدف IBM در سال 2025 ترکیب خواهند شد: یک پردازنده 4000 کیوبیتی که با چندین خوشه از پردازنده‌های مقیاس‌بندی مدولار ساخته شده است.

ساخت تار و پود ابر محاسبات کوانتومی محور

IBM در کنار به‌روزرسانی‌های سخت‌افزاری، نقاط عطف نرم‌افزاری را برای بهبود سرکوب خطا و کاهش آن هدف قرار می‌دهد. این تکنیک‌ها در حال حاضر توانایی نرم‌افزار کوانتومی را برای به حداقل رساندن اثر نویز بر روی برنامه‌های کاربران ارتقا می‌دهند و مسیر را به سمت سیستم‌های کوانتومی اصلاح‌شده با خطا در آینده هموار می‌کنند.

در اوایل سال جاری، IBM برنامه‌های ابتدایی آماده را راه‌اندازی کرد که برای به حداقل رساندن نیازهای زیرساختی طراحی شده بودند و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌داد تا راحت‌تر به برنامه‌های کوانتومی بزرگ‌تر دسترسی پیدا کنند و بسازند. در سال 2023، آی‌بی‌ام قصد دارد این نسخه‌های اولیه را گسترش دهد، با قابلیت‌هایی که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد آن‌ها را بر روی پردازنده‌های کوانتومی موازی اجرا کنند و در نتیجه سرعت کاربرد کاربر را افزایش دهند.

داریو گیل، معاون ارشد رئیس جمهور گفت: «با عملیات بدون سرور کوانتومی و پیشرفت در سخت‌افزار، نرم‌افزار و تئوری… ما عصری از ابررایانه‌های کوانتوم محور را آغاز خواهیم کرد که فضاهای محاسباتی بزرگ و قدرتمندی را برای شرکا و مشتریان ما باز می‌کنند». و مدیر تحقیقات IBM در بیانیه ای.

این شرکت گفت که این به آن کمک می‌کند تا در سال 2023 بدون سرور کوانتومی را به پشته نرم‌افزاری اصلی خود تحویل دهد، که توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازد تا به راحتی از منابع کوانتومی و کلاسیک انعطاف‌پذیر بهره ببرند. این شرکت گفت که بدون سرور کوانتومی همچنین پایه‌ای را برای عملکرد اصلی در پشته نرم‌افزاری IBM ایجاد می‌کند تا هوشمندانه بین منابع کلاسیک و کوانتومی الاستیک جابجا شود و ساختار ابررایانه‌های کوانتومی محور را تشکیل دهد.

سیستم‌های جدید به گونه‌ای طراحی می‌شوند که در IBM Quantum System Two کار کنند، که IBM گفت زیرساخت مورد نیاز برای اتصال چندین پردازنده کوانتومی را فراهم می‌کند. انتظار می رود نمونه اولیه سیستم کوانتومی دو در سال 2023 آماده شود.