يبدو أن وعد أجهزة الكمبيوتر الكم هو أنها ستعمل على زيادة الحوسبة الحديثة كما نعرفها. بفضل القوة الحسابية الاستثنائية ، سيقومون بإجراء مآثر لا يمكن تصورها لأي مجموعة من الحاسبات الفائقة الكلاسيكية.
ومع ذلك ، فإن واقع أجهزة الكمبيوتر الكم لم ترقى إلى مستوى الضجيج. ادعاءات “ميزة الكم” – لا يمكن لأجهزة الكمبيوتر العادية حل أجهزة الكمبيوتر العادية ولكن يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية أن تنقص من كل من المتشككين والعشاق في هذا المجال. بالتأكيد ، لقد رأينا التقدم المثير للإعجاب حقًا، كلاهما نظرية و تجريبي، لكن الكثير منهم كانوا “مآثر” مع القليل من قابلية تطبيق العالم الحقيقي.
أنا أتجه نحو أن أصبح متحمسًا. لكن حتى بالنسبة لي ، فإن التحليل من خلال – ندعه – ناهيك عن الضوضاء المفرطة في بعض الأحيان يشعر بالملل ولا معنى له. لذلك دعونا نتراجع. ماذا ستعمل على تكنولوجيا الكم حقًا هل لنا؟ إلى أي مدى وصلنا؟ وكيف يجب أن نتعامل مع تدفق العلاقات العامة في ما يسمى بالتقدم الكمي النهائي لهذا الأسبوع؟ لمناقشة هذه الأسئلة (أو بالأحرى ، للخلع من خلال الضوضاء) ، سافر Gizmodo إلى Uptown إلى مكتب Manhattan في IBM للدردشة مع جيري تشاو، مدير IBM Quantum. تم تحرير المحادثة التالية قليلاً للنحو والوضوح.
Gayoung Lee ، Gizmodo: حسنًا ، تخيل أنني شخص مثل ، “أوه ، الحوسبة الكمومية هي حمولة من الهراء.” لماذا يجب أن أهتم على الإطلاق بميزة الكم؟
جيري تشاو: في النهاية ، أعتقد أن هدفنا هو جلب الحوسبة الكمومية المفيدة إلى العالم. وجزء كبير من الحوسبة الكمومية هو أن لدينا الفرصة للبناء التمييز حساب على ما هو موجود اليوم. هناك بيان رياضي لذلك ، أو أن هناك خوارزميات يمكن إثباتها والتي تظهر حقًا أن الحوسبة الكمية يمكن أن تتفوق على الحوسبة الكلاسيكية (المتفوق) ، مثل العوملة لأعداد كبيرة لكسر التشفير أو محاكاة الهياكل الجزيئية المعقدة للغاية ، وخوارزمية Grover ، وكل ذلك اتجاه يمكن إثباته.
ولكن سؤال آخر هو ، ماذا يمكننا أن نفعل بالأشياء التي يبنيها الناس بالفعل؟ هذا بعيد جدًا عن القول أن هناك ميزة لنوع معين من المشكلة ، أو أنها ميزة من حيث كونها أفضل من جميع التقنيات الكلاسيكية التي قد ترميها. عندما ترغب في حل مشكلة ، لديك تحت تصرفك في وحدات معالجة الرسومات ، وحافظة وحدات المعالجة المركزية ، وجميع أجهزة الكمبيوتر في العالم ، وجميع خوارزميات العالم لرمي هذه المشكلة ، أليس كذلك؟
ميزة الكم ، في الحقيقة ، هي أنه يمكننا الآن استخدام الحوسبة الكمومية زائد ما لدينا متاح لنا – الموارد الكلاسيكية – لحل مشكلة أرخص أو أسرع أو أكثر دقة.
Gizmodo: هذا هو الخروج عن خطاف الصحافة الشهير الذي يذهب ، “الحوسبة الكمومية ستغير الحوسبة إلى الأبد!”
تشاو: أرى ميزة الكم أكثر كشيء تدريجي. ليس الأمر أنه يغير بالضرورة كل ما يمكننا حسابه. هكذا تم زيادة عدد كبير من وحدات معالجة الرسومات). من الواضح أنها كانت تستخدم في الألعاب-ربما تكون منطقة متخصصة-لكنهم حققوا حقًا استراتيجيات الحوسبة الوطنية للاستفادة من ذلك لمشاكل HPCs المجمعة (أجهزة الكمبيوتر عالية الأداء) وللأشخاص الذين يدرسون التركيب الجزيئي ، وعلم الكونيات ، ومشاكل الفيزياء عالية الطاقة التي تستخدم الكثير من القدرة الحسابية. نتوقع شيئًا مشابهًا أيضًا ، لكي يكون Quantum الآن “أداة معززة”.
Gizmodo: فكرة التعزيز مثيرة للاهتمام حقًا ، لأن أجهزة الكمبيوتر – الكلاسيكية والكمية – متصلة بطبيعتها ، أليس كذلك؟ إن التأكيد على أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية تعمل بشكل صحيح يتطلب فحصًا متقاطعًا باستخدام أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية. كيف يستفيد الباحثون من هذه العلاقة لمصلحتهم؟
تشاو: هذا جزء مهم للغاية من كيفية حدوث كل هذا. كل شيء مترابط مع الحوسبة الكلاسيكية. الطريقة الوحيدة التي نعرف بها كيفية تجربة الحساب كلاسيكية – نضع المدخلات الكلاسيكية فيها ، ونأخذ مدخلات كلاسيكية. تستخدم أجهزة الكمبيوتر الكمومية ميكانيكا الكم والدوائر الكمومية لاستكشاف بعض المساحة الكبيرة بشكل كبير ، ولكن في النهاية نقوم بإجراء قياسات تعيد كل شيء إلى المخرجات الكلاسيكية التي نعالجها بعد ذلك أو نستخدمها أو الاستفادة منها في أجزاء من حسابنا باستخدام أجزاء أخرى من ترسانةنا الحسابية. لا ينبغي أن يخشى الناس من أن الكمومي سيحل محل الكلاسيكية!
Gizmodo: من الواضح أن IBM لاعب كبير في هذا المجال ، وقد شاركت في بحثها الكم لمدة 15 عامًا. ما هو الشيء الذي تفتخر به بشكل خاص في عالم إدراك هذا النهج لصالح الكم؟
تشاو: عندما بدأت ، ربما كان لدينا ثمانية إلى عشرة أشخاص ، ركزوا كثيرًا على مجرد بناء أجهزة أفضل. ثم في منتصف عام 2010 ، اتخذنا قرارًا بالاتخاذ ما قمنا ببنيه ووضعه بالفعل على السحابة لإخراج الأشياء من مختبر الفيزياء وإلى تجربة حسابية. فجأة ، بدأنا نفكر في الأمر كأفضل مقابض والتحكم في الفولتية والمزيد من حيث كيفية استخدام هذا بالفعل كأداة حسابية ومنصة حسابية. اليوم ، يتم نشر معظم أنظمتنا في مراكز البيانات الكم في جميع أنحاء العالم وكذلك على مواقع العملاء.
وبدأنا نرى الكثير من هذه المشاركة. على سبيل المثال ، لدينا المتعاونون من معهد Riken في اليابان يستخدمون Quantum بالإضافة إلى HPC لدراسة التركيب الجزيئي. منذ ذلك الحين ، تمكنا من البدء في دفع مستوى الطاقة هذا (اللازم للحسابات) بالقرب من هذا المستوى السامي لما يتم القيام به بشكل كلاسيكي ، وفي هذه النقطة نبدأ في إجراء هذه المقارنات.
Gizmodo: ما هو الجزء المهم من استراتيجية IBM في هذا المجال؟
تشاو: الآن ، فقط بناء لا يكفي. نحتاج إلى استخلاص فائدة أجهزة الكمبيوتر الكمومية ، وجزء كبير من ذلك هو المجتمع. نحتاجهم إلى المطالبة حقًا بضرورة أجهزة الكمبيوتر المتقدمة والعمل معنا لإيجاد ميزة الكم والتطبيقات المفيدة. هذا جزء كبير من استراتيجية النظام الإيكولوجي الخاص بنا ولماذا لدينا شبكة كمية تضم حوالي 300 عضو. نحن لسنا خبراء الصناعة في مختلف الأعماق ، ولكن الفرصة موجودة من أجل الرعاية الصحيةو علوم الحياةوالنفط والغاز وصناعات الطاقة.
Gizmodo: لذا فإن أجهزة الكمبيوتر الكم ليست في الواقع شيء من المستقبل. انهم بالفعل هنا.
تشاو: نعم. أجهزة الكمبيوتر الكم هي حقيقي الأشياء التي هي قابل للاستخدام. من الواضح أن هناك الكثير من التسويق ، والكثير من الطنانة هناك. ولكن ، مثل ، حرفيًا ، يمكنك الذهاب وتشغيل دوائر الكم مجانًا على أجهزتنا عبر الويب. هناك الكثير لتتعلمه من حيث التعلم المحتوى الموجود هناك. هناك قاعدة مجتمعية ضخمة من الناس لمساعدتك في البدء. يمكنك إخبار chatgpt بتثبيت Qiskit. لا يحتاج الناس إلى تجربة ذلك من خلال التسويق ؛ احصل على يديك قذرة!
Gizmodo: تمام. إذا كانت الميزة الكمومية تدريجية ، فما ، إذن ، هو المعلم الكمومي التالي؟ ما الذي تتطلع إليه أكثر في العشر القادمة ، وربما خمس سنوات – أو حتى في الأشهر القليلة المقبلة ، ربما – للحوسبة الكمومية؟
تشاو: نحن نقود بالفعل نحو جهاز جديد نريد تقديمه للمستخدمين بحلول نهاية العام ، يسمى Nighthawk. أعتقد أن المعلم الكبير التالي سيكون على الأرجح سلسلة من المعالم البارزة من وجهة نظر ميزة ، حيث سترى المزيد والمزيد من “العصي” في أرض الدوائر الأكثر تعقيدًا باستخدام أجهزة الكمبيوتر الكم ، مع تعامل كلاسيكي ، لذلك مرة أخرى خلال العام المقبل. سنشارك بعمق مع مجتمع الحوسبة عالي الأداء.