أحد التحديات التقنية التي يواجهها مصممو معالجات الكم عند توسيع حجم آلاتهم هو كيفية التعامل مع احتياجات التحكم المتزايدة في الكيوبتس. حاليًا، يستخدم معظم الأنظمة القائمة على الانتاج الفائق للكهروالموصلات إلكترونيات تحكم خارجية لإنشاء موجات تماثلية ويستخدمون تجميعات كابل الكواكسيال المتقدمة لتمريرها من خلال مبرد الاستخفاف لتوصيل الإشارات إلى شريحة الكيوبت التي تعمل عند درجات حرارة مللي كلفن داخل مبرد الاستخفاف. يمكن أن يشكل هذا تحديات هندسية ميكانيكية كبيرة لأن عدد الأسلاك التي يجب توجيهها سيزيد بشكل خطي مع عدد الكيوبتس. عندما تصل الآلات إلى الآلاف من الكيوبتس، ستصبح هذه الطريقة غير ممكنة لأنه سيصبح من المستحيل تناسخ آلاف الأسلاك في مساحة صغيرة والاحتفاظ بالمستوى المطلوب من جودة الإشارة للإشارة التماثلية. تعمل شركات مثل إنتل ومايكروسوفت وغيرها على تطوير شرائح cryoCMOS التي ستنقل معظم إلكترونيات التحكم داخل مبرد الاستخفاف لمساعدة في حل هذه المشكلة.
SEEQC تتبنى نهجًا مختلفًا يستفيد من نوع مختلف من تكنولوجيا المنطق الرقمي تسمى Single Flux Quantum (SFQ). تستخدم هذه التكنولوجيا التكنولوجيا الفائقة لإنشاء منطق كلاسيكي ولها خصائص سرعة عالية جدًا واستهلاك طاقة منخفض جدًا، ويمكن تشغيلها داخل مبرد الاستخفاف بمستويات طاقة منخفضة جدًا. تنبع هذه التكنولوجيا من أبحاث شركة IBM في التكنولوجيا خلال السبعينيات والثمانينيات عندما كانوا يفكرون في استخدام التكنولوجيا لتصميم حاسوب فائق القوة. باستخدام هذه التكنولوجيا، قامت SEEQC بتطوير شريحة خاصة تقدم وظائف التعدد والقراءة وتقع مباشرة بجوار مصفوفة الكيوبتس. خصائص هامة لهذا الجهاز هي أنه يقدم واجهة رقمية للكيوبتس تقلل من متطلبات توجيه الآلاف من الكوابل ذات الإشارات التماثلية وتقتصر بدلاً من ذلك على عدد صغير من الأسلاك تحمل الإشارات الرقمية.
الإعلان الجديد من SEEQC هو أنها تستفيد من تكنولوجيا الواجهة الرقمية هذه لربط وحدة الكيوبت بشريحة NVIDIA Grace Hopper CPU/GPU Superchip بسرعات عالية جدًا من خلال واحدة من واجهات النطاق الترددي العالي المتاحة في شريحة Grace Hopper. تعتبر هذه شريحة ذات أداء عالي جدًا وتشمل 72 نواة معالجة مركزية عالية الأداء ووحدة معالجة الأرقام التوجيهية H100 وواجهة تتراوح سرعتها بين 900 جيجابايت في الثانية (GB/s)، وواجهات ذاكرة عالية السرعة.
لفهم كيفية تفاعل هذه المكونات معًا، يُرجى الرجوع إلى الرسم التوضيحي لرصيد الحوسبة الكمومية لشركة GQI الموضح أدناه. ستقدم وحدة الكيوبت من SEEQC الوظائف على مستوى السيطرة السفلي ومستوى الحوسبة الكمومية، بينما ستتعامل معالجة NVIDIA بشكل كبير مع الوظائف الموضحة في منتصف الرصيد، ما نسميه مستويات الخوارزمية والإطار والهندسة المعمارية ومستويات التحكم المنطقي.
إحدى السمات التي تزداد أهمية مع مرورنا إلى مرحلة الفوائد الكمومية هي الترابط الضيق والأداء العالي للغاية بين الأجزاء التقليدية والكمومية للنظام. هذا مطلوب لوظائف مثل التحكم في الكيوبت، والقياس في منتصف الدائرة، واكتشاف الأخطاء والتصحيح، والخوارزميات المختلطة مثل QAOA. كلما زاد الترابط وانخفض تأخر الوقت بين الأجزاء التقليدية والكمومية للأنظمة، زاد أداء النظام ككل. وهنا حيث يتفوق نموذج SEEQC/NVIDIA. بالإضافة إلى كيوبت الفلوكسونيوم العالي الأداء لدى SEEQC، يجب أن توفر هذا التكامل أحد أعلى مستويات الأداء لتشغيل برامج الكم السريع لأي هندسة معالجات كمومية نعرفها حاليًا.
للمزيد من المعلومات حول هذا الإعلان، يمكنك مشاهدة بيان صحفي أصدرته SEEQC ونشرته على موقعهم هنا، وكذلك قسمًا من صفحة الويب التي تغطي التكامل المتغاير لوحدة المعالجة الكمومية (QPU) + وحدة المعالجة المركزية (CPU) + وحدة معالجة الكمومية (GQU) والتعاون مع NVIDIA هنا.
Leave a Reply