دبي: يأمل العلماء أن الحل لتصميم مركبات موفرة للوقود وصديقة للبيئة في المستقبل يمكن العثور عليه في الحوسبة الكمية. لهذا السبب دخلت جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (KAUST) في المملكة العربية السعودية في شراكة مع شركة Zapada Computing التي تتخذ من الولايات المتحدة مقراً لها ، وهي شركة ناشئة للبرمجيات الكمومية.
يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية محاكاة وتحسين عملية التصميم الأيروديناميكي للسيارات والطائرات بشكل أسرع بكثير من أي أداة حوسبة كلاسيكية. من خلال هذه الشراكة بين الحركات الأخرى ، يمكن للمملكة الاعتماد على أن تصبح رائدة إقليمية في تقنيات الكم.
قال كيفن كولين ، نائب رئيس جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية للابتكار والتنمية الاقتصادية ، لصحيفة عرب نيوز: “من المهم أن تكون لديك قدرة حوسبة كمومية لمعالجة المعلومات بسرعة وكفاءة في المستقبل”.
“هذه الشراكة مع Zapada هي أول حالة استخدام لجامعة الملك عبدالله مع الحوسبة الكمية وهي ضرورية لتطوير قدراتنا في هذا الفضاء. ستفتح هذه الشراكة الباب أمام حلول للمملكة وتحديات أخرى في الشرق الأوسط.”
مجموعة Zapada Computing Group من بوسطن ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية. (قدمت)
باستخدام طريقة الأوركسترا في Zapada ، فإنه يستكشف العديد من الأبحاث لتحديد كيف يمكن لتقنيات الكم أن توفر ميزة على أدوات الحوسبة الكلاسيكية في تطبيقات ديناميكيات السوائل الحسابية المختلفة (CFD) للطائرات والتصميم الأيروديناميكي للسيارات.
تستغرق حسابات CFD وقتًا طويلاً وتكلفة تشغيلها. عملية المحاكاة غير فعالة ويضيع الكثير من الوقت لتصميم تدفق الهواء حول الأجنحة والمحركات بشكل أكثر كفاءة.
ومع ذلك ، فإن زيادة عبء العمل حول هذه التصميمات ستسمح للمصنعين ببناء طائرات أكثر كفاءة في استخدام الطاقة – مما يقلل انبعاثات الكربون ويفيد البيئة.
يشكل السفر الجوي حوالي 2 في المائة من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. لذلك ، قد يكون لتقنية الكم مكافآت مالية وبيئية ذات مغزى لشركات الطيران والشركات المصنعة.
موطنًا لمجمع الأبحاث والتكنولوجيا في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية ومراكز البحث والتطوير والشركات والشركات الناشئة ، تتمتع الجامعة بسجل حافل من التعاون مع شركاء الصناعة على الصعيدين الوطني والدولي.
قال كولين: “يسعدنا أن نكون الحافز لجلب القدرات الكمية لأبحاث CFD في المملكة والشرق الأوسط”.
واحة الأبحاث والتكنولوجيا في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية في المملكة العربية السعودية. (بإذن من جامعة الملك عبدالله)
تؤسس الشراكة Zapada كواحدة من أولى شركات الحوسبة الكمومية النشطة في المنطقة ، وستمكن الباحثين في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية من استكشاف مستقبل ديناميكيات موائع الفضاء.
“كاوست رائدة في مجالات تحليل البيانات والذكاء الاصطناعي (AI) ، ونرحب بإدراج تقنية أوركسترا زابادا في قدراتنا لتسريع الابتكار والابتكار في هذه المجالات.”
يتيح نظام الأوركسترا تنفيذ مهام حسابية أكثر تعقيدًا ، تُعرف أيضًا باسم تدفقات العمل الحسابية.
قال كريستوفر سافوي ، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة Zapada ، لـ Arab News: “هذا يعني أنه عندما تقوم بتشغيل شيء ما على جهاز كمبيوتر كمي ، فأنت لا تقوم بتشغيل جهاز كمبيوتر كمي فقط ، إذا جاز التعبير”.
“عليك استخدام جهاز كمبيوتر كلاسيكي لمعالجة بياناتك مقدمًا ومعالجة بياناتك لاحقًا. يقوم الكمبيوتر الكمومي بعمل خاص جدًا في مهام سير العمل هذه.”
فيأعداد
* 150000 – وقود طائرة بوينج 747 تم استهلاكه في رحلة استغرقت 10 ساعات.
* 0.8٪ – تحسن متوسط استهلاك الوقود للسيارات في الولايات المتحدة في 2018 مقارنة بالعام السابق.
كمية الحوسبة الكلاسيكية المطلوبة لتشغيل برنامج على كمبيوتر كمي أكبر من مقدار العمل الذي يمكن أن يقوم به الكمبيوتر الكمومي. تتمثل ميزة النظام الكمومي في أنه يؤدي مهام خاصة بسرعة عالية جدًا.
قال سافوي: “إن الكثير من العمل الذي يتعين عليك القيام به قبل إرسال شيء ما إلى جهاز كمبيوتر كمي يتم على جهاز كمبيوتر كلاسيكي”. “وكل ما يخرج من النظام الكمي يجب معالجته وتخزينه.”
يقول العلماء إنهم وصلوا إلى مستوى الكمبيوتر الأسطوري في 23 أكتوبر 2019 ، عندما أطلق الجيل الجديد على أسرع كمبيوتر عملاق في العالم اسم “الكم المتفوق”. (وكالة الصحافة الفرنسية / ملف الصورة)
تعمل منصة أوركسترا Zapada على تحسين أداء تحليل البيانات ، وتمكين الشركات ومعاهد البحث من إنشاء تدفقات عمل مدفوعة بالكم ، وتمكينها عبر مجموعة كاملة من الأجهزة الكمومية والكلاسيكية ، ثم تقوم بجمع وتحليل البيانات الناتجة.
باستخدام Orchestra ، يمكن للشركات استخدام القدرات الكمية لإنشاء مجموعات بيانات متزايدة ، وتسريع تحليل البيانات ، وإنشاء نماذج بيانات أفضل لمجموعة متنوعة من التطبيقات.
والأهم من ذلك ، أنه يوفر للشركات أداة مساعدة عالية المرونة في الحوسبة الكمية بحيث يمكن للمستخدمين تطوير القدرات الكمية دون أن يقفلهم بائع أو مهندس معماري لسنوات عديدة.
قال سافوي: “إنها تتيح للمستخدم التبديل بين مزودي الأجهزة المختلفين”.
“إذا كان لديك أحد أجهزة الكمبيوتر هذه ، فلا يمكنك حقًا مقارنتها ، برنامجك – على سبيل المثال ، في هذه الحالة ، إذا وجدت أن الحسابات الديناميكية الهوائية التي وجدتها (موقع آخر) أفضل ، فأنت تريد الاختيار.
“تسمح الأوركسترا بالمرونة لمقارنتها ثم تحديدها دون أن تكون مقيدًا ببائع معين.”
وفقًا لجامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية ، سيكون الاستخدام الفوري أكبر مستهلك للوقود في صناعة الطيران.
وهي طائرة بوينج 787 دريملاينر ، وتتميز بمحركات أكثر هدوءًا وكفاءة في استهلاك الوقود ، ومقاعد أكثر وتصميم داخلي مُعاد تصميمه. (وكالة الصحافة الفرنسية / ملف الصورة)
وقال سافوي “شركات مثل أرامكو السعودية وجميع شركات النفط والغاز الأخرى في المملكة العربية السعودية تخفض نفسها باستمرار تحت ضغط المساهمين ومجالس الإدارة لتكون على دراية بالعقوبات البيئية”.
“تغير المناخ هو بالفعل شغف حقيقي لنا جميعًا كبشر ، وكباحثين في الطاقة واستهلاك الوقود ، فإن جامعة الملك عبدالله لها دور قيادي رئيسي تلعبه”.
سيساعد الحساب الدقيق لديناميكيات السوائل – على سبيل المثال كيفية تدفق الهواء فوق الأجنحة وعمل الجسم – صناعة الطيران وصانعي السيارات على تطوير المزيد من المركبات الكهربائية الديناميكية الهوائية.
مثل هذه الحسابات معقدة للغاية لدرجة أن الحوسبة التقليدية قد تستغرق أسابيع أو حتى شهورًا. على النقيض من ذلك ، فإن أجهزة الكمبيوتر الكمومية أسرع ، مما يسمح بخوارزميات مختلفة ومعادلات مختلفة.
كريستوفر سافوي ، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة Zapada. (قدمت)
قال سافوي: “نستخدمها تقنيًا لحل هذه المسائل الحسابية الصعبة”. “نحن نتحدث عن خصم الأسابيع والأشهر من ميزانيات وقت الحوسبة الفائقة ، والمزيد من الميزانيات المباشرة من خلال القيام بذلك.
“إن إنشاء مركبات فعالة للمستقبل يعني تكرار أسرع لهذه المحاكاة لأسطح المركبات.”
على الرغم من عدم وجود موعد نهائي محدد للشراكة ، يأمل الجانبان في أن تنمو في المستقبل ، بدءًا من القضايا البحثية المبكرة التي تم تحديدها في صناعة الطيران.
قال سافوي: “تشارك جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية في العديد من المجالات مثل التكنولوجيا الحيوية وتطوير الأدوية ، والتي ستستفيد من الحوسبة الكمومية في المستقبل”. “ستتأثر جميع مشكلات التحسين والأتمتة الأخرى بهذه التقنية.
“كاوست هي جامعة بحثية رائدة في المنطقة ونطلق عليها اسم” المركز الممتاز للحوسبة الكمية “حيث يمكن للعديد من الشركاء الأكاديميين والصناعيين التعاون في تطوير هذه التكنولوجيا.”
الآن يتم التركيز على البحث والتطوير وتطوير البرمجيات والتدريب لطلاب الدراسات العليا.
دخلت جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية في شراكة مع شركة الحوسبة الكمومية Zapada Computing التي تتخذ من الولايات المتحدة مقراً لها. (قدمت)
قال سافوي: “ستكون عملية تغيير تدريجية مثل أجهزة الكمبيوتر”.
“إذا فكرت في كيفية تأثير أجهزة الكمبيوتر على مجتمعنا على مدار العقود القليلة الماضية ، فستكون أجهزة الكمبيوتر الكمومية قادرة على المنافسة (في المستقبل). وسيكون لهذا تأثير على ما يمكننا القيام به في العديد من مجالات النشاط البشري ، على الأقل إن لم يكن أكثر. “
يعتبر زابادا أن جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية رائدة في هذا المجال ، لجلب فوائد الحوسبة الكمومية إلى المنطقة.
في المراحل المبكرة ، سيتلقى طلاب الدراسات العليا الجدد تدريبًا تفاعليًا في منتدى عبر الإنترنت ، على أمل بدء تعليم وجهاً لوجه في المستقبل بسبب قيود COVID-19.
قال كولين: “تتمثل الخطوة التالية الفورية في أن يقوم زابادا بتدريب مستخدمي كاوست لدينا والبدء في تشغيل عمليات المحاكاة من هناك”.
“بعد ذلك ، انتظر. قد نكون على وشك إجراء بعض التحسينات الكبيرة. “
——————-
تويتر: الكولينمليك
“مبشر الإنترنت. كاتب. مدمن كحول قوي. عاشق تلفزيوني. قارئ متطرف. مدمن قهوة. يسقط كثيرًا.”