کامپیوتر های کوانتومی IBM

کامپیوتر های کوانتومی IBM

کمپانی IBM رویکرد جدیدی را برای شبیه‌ سازی مولکول‌ ها با استفاده از کامپیوتر های کوانتومی معرفی کرده است. این پیشرفت می‌ توانند علم مواد و شیمی را  متحول کند.

کامپیوتر های کوانتومی IBM

کمپانی IBM از رویکرد جدیدی برای شبیه‌ سازی مولکول‌ ها با استفاده از کامپیوتر های کوانتومی پرده برداشته است. این پیشرفت می‌ تواند علم مواد و شیمی را دگرگون کند.کمپانی IBM در ژورنال nature گفته است که این رویکرد جدید درک بشر را از واکنش‌ های شیمیایی پیچیده رشد خواهد داد. این پیشرفت می‌ تواند به توسعه‌ ی برنامه‌ های کاربردی علمی مانند ساخت مواد جدید، توسعه‌ ی دارو های شخصی‌ سازی شده و کشف منابع انرژی کار آمد و پایدار کمک کند.

محاسبات کوانتومی

محاسبات کوانتومی جای رشد و امیدواری زیادی دارد؛ زیرا این روش جدید برای انجام محاسبات از بیت‌ های کوانتومی یا کوبیت‌ ها استفاده می‌ کند. برخلاف بیت‌ های معمولی یک کوبیت می‌ تواند «صفر» «یک» یا هر دوی آن‌ ها باشد. با استفاده از این کوبیت‌ ها، دستگاه‌ ها قادرند تعداد زیادی محاسبات را به صورت همزمان انجام دهند و منجر به تولید یک کامپیوتر کوانتومی با توانایی انجام پردازش‌ های خاص با کارایی خیلی بالا شوند.کمپانی ‫IBM سال‌ هاست که در رابطه با محاسبات کوانتومی تحقیقاتی را انجام می‌ دهد و اکنون شروع به انتشار گزارشات خود از پیشرفت‌ های رخ‌ داده کرده است.

سی پی یو ی کوانتومی ۷ کوبیتی

دانشمندان کمپانی IBM الگوریتمی توسعه داده‌ اند که از یک سی پی یو ی کوانتومی ۷ کوبیتی استفاده می کند. در واقع این دانشمندان با استفاده از شش کوبیت از این سی پی یو، برای اندازه‌ گیری حالت کمترین انرژی ماده‌ ی برلیوم هیدرید (BeH2) استفاده کرده‌ اند. این اندازه‌ گیری، یک حرکت کلیدی برای درک واکنش‌ های شیمیایی است. این مورد تاکنون بزرگ‌ ترین مولکول شبیه‌ سازی شده در کامپیوتر های کوانتومی است. با این‌‌ که می‌ توان مدل BeH2 را بر روی کامپیوتر های معمولی نیز شبیه‌ سازی کرد، ولی کمپانی IBM اظهار داشته است که با استفاده از این رویکرد می‌ توان به اندازه‌ گیری ویژگی مولکول‌ های بزرگتری نیز پرداخت که کامپیوترهای معمولی از انجام آن عاجز هستند.

بیشتر بخوانید :  سه مانیتور عریض جدید سامسونگ

داریو گیل، معاون پژوهشی تحقیقاتی هوش مصنوعی و آی‌ بی‌ ام کیو در مرکز تحقیقاتی کمپانی IBM می‌ گوید:

با تشکر از برنده‌ ی جایزه نوبل، ریچارد فاینمن، عمومی‌ ترین چیزی که در مورد کوانتوم می‌ دانیم این است که کوانتوم طبیعتی مکانیکی دارد. این همان چیزیست که تحقیقات اخیر ما آن را ثابت می‌ کند. ما قادر به استفاده از کامپیوتر‌ های کوانتومی برای افزایش دانش بشر در مورد پدیده‌ های طبیعی در جهان هستیم. پیش‌ بینی می‌ کنیم در چند سال آینده ظرفیت و توانایی سیستم‌ های آی‌ بی‌ ام کیو از کامپیوتر های مرسوم امروزی پیشی بگیرد و به عنوان یک ابزار برای متخصصان در زمینه‌ هایی مانند شیمی، زیست‌ شناسی، بهداشت و علوم مواد به کار گرفته شود.

کامپیوتر‌ های کوانتومی

برای کمک به نشان دادن این‌ موضوع که کامپیوتر‌ های کوانتومی چگونه در حال شبیه‌ سازی مولکول‌ ها هستند؛ توسعه‌ دهندگان و کاربران کمپانی آی‌ بی‌ ام کیو در حال حاضر قادر به دسترسی به سایت منبع باز «Jupyter Notebook» در زمینه شیمی کوانتوم هستند. از طریق دسترسی به ابزار منبع باز «QISKit github repo»، کاربران می‌ توانند شبیه‌ سازی‌ هایی را برای مولکول‌ های کوچک مانند هیدروژن و لیتیوم هیدرید انجام دهند. سال گذشته کمپانی آی‌ بی‌ ام، تجربه‌ ی استفاده از آی‌ بی‌ ام کیو را با استفاده از یک کامپیوتر کوانتومی پنج بیتی در محیطی ابری و با دسترسی رایگان در اختیار عموم مردم قرار داد. این کمپانی با به‌ روزرسانی سی پی یو و استفاده از یک سی پی یو ۱۶ کوبیتی، تجربه‌ ی استفاده از آن را به صورت دسترسی بتا در اختیار کاربران قرار داده است.

بیشتر بخوانید :  اپل به‌ دنبال خرید کسب‌وکار مودم‌های 5G اینتل است


کامپیوتر‌ های کوانتومی و با الگوریتم‌ های مناسب

شیمی یک نمونه از مجموعه‌ ی وسیعی از مسائل است که می تواند توسط کامپیوتر‌ های کوانتومی و با الگوریتم‌ های مناسب مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد. همچنین، کامپیوتر های کوانتومی می‌ توانند روش‌ های بهینه‌ سازی پیچیده را بررسی کنند. آن‌ ها حتی قادرند در شاخه‌ ای از یادگیری ماشین و هوش مصنوعی که مبتنی بر الگوریتم‌ های بهینه‌ سازی است کمک‌ های شایانی کنند. در ابتدای سال جاری میلادی، دانشمندان کمپانی آی‌ بی‌ ام و مشارکت کنندگان نشان دادند که پیشرفت‌ های قابل تعریفی برای الگوریتم‌ های یادگیری ماشین از نوع قطعی روی کامپیوتر های کوانتومی وجود دارد.

به عنوان مثالی برای برنامه‌ های کاربردی کوانتومی در آینده،کمپانی آی‌ بی‌ ام، بخش‌ های قطعی یک مسئله را در یک ماشین معمولی قرار می‌دهد در حالی‌که اکثر محاسبات دشوار و پیچیده در یک کامپیوتر کوانتومی به صورت آفلاین بارگذاری می‌ شود. این روش نشان‌ دهنده‌ ی این است که چگونه صنعت و تجارت قادر به استفاده از کامپیوتر های کوانتومی و قدرت محاسباتی این سیستم‌ ها، در کنار زیرساخت‌ ها و فناوری‌ های موجود خواهند بود. به عنوان نقطه‌ ای برای اغاز، توسعه‌ دهندگان، برنامه نویسان و محققان می‌ توانند الگوریتم‌ های کوانتومی را اجرا کنند و با تک بیت‌ های کوانتومی کار کنند و با استفاده از امکانات کمپانی آی‌ بی‌ ام کیو، شبیه‌ سازی‌ ها و آموزش‌ های خود را انجام دهند. علاوه بر این شرکای تجاری کمپانی آی‌ بی‌ ام، در حال تحقیق بر روی کاربرد های دیگری از کامپیوتر های کوانتومی خارج از مرز های این کمپانی هستند.

بیشتر بخوانید :  پارچه ای با جنس متفاوت که نقش منبع الکتریسیته را ایفا خواهد کرد!!!