أخبار ar.wedoany.com، أعلنت شركة Qilimanjaro Quantum Tech، المطورة في مجال الحوسبة الكمومية ومقرها برشلونة، عن إصدار النسخة 0.2.0 من حزمة تطوير البرمجيات QiliSDK، وهي إطار عمل مفتوح المصدر بلغة Python، تهدف إلى توحيد نموذج البرمجة بين البوابات الرقمية ومحاكاة تطور الزمن في هاميلتونيان. تدعم معظم حزم تطوير البرمجيات الكمومية الحالية نموذجًا حسابيًا واحدًا فقط، إما تجميع منطق الدوائر الكمومية القياسي أو إدارة جدولة الطاقة التناظرية المستمرة. يبني QiliSDK 0.2.0 واجهة برمجة تطبيقات موحدة ومستقلة عن الواجهة الخلفية، مما يسمح للباحثين بكتابة قاعدة تعليمات برمجية واحدة عالية المستوى، والتبديل بين التنفيذ على وحدة المعالجة المركزية المحلية، أو وحدة معالجة الرسوميات المسرّعة، أو وحدات المعالجة الكمومية الرقمية والتناظرية الحقيقية، وذلك بتعديل سطر واحد من التعليمات البرمجية للتكوين.
ينقسم هذا الإطار إلى ثلاث طبقات تشغيلية: طبقة الأوليات (Primitives)، وطبقة الوظائف (Functionals)، وطبقة الواجهات الخلفية (Backends). توفر طبقة الأوليات مجموعة أدوات أساسية، تتضمن كتلًا جاهزة للدوائر الرقمية تعتمد على دوائر التباين، ووحدات جدولة تطور زمني مستمر للأنظمة التناظرية. تُغذى هذه الوحدات في نوع موتر كمومي أساسي يُسمى QTensor، وهو وحدة أصلية بلغة C++ تُستخدم لمعالجة تحضير الحالات عالية السرعة، والقياسات، والأثر الجزئي. تعمل طبقة الوظائف على توحيد الإجراءات المختلفة مثل حلقات التباين أو عمليات التلدين التناظري من خلال طريقة موحدة هي backend.execute(functional)، وتتفاعل هذه الواجهة الموحدة مباشرة مع طبقة الواجهات الخلفية، لتعيين المهام الحسابية على أجهزة المحاكاة الكلاسيكية مثل QuTiP، أو وحدات معالجة الرسوميات من NVIDIA، أو على أجهزة الكمبيوتر الكمومية السحابية والمحلية لشركة Qilimanjaro.
لدعم المحاكاة الكمومية واسعة النطاق، قامت Qilimanjaro بدمج NVIDIA CUDA-Q مباشرة في الإطار من خلال فئة CudaBackend. يستفيد هذا التحديث من قدرة المعالجة المتوازية لبطاقات الرسوميات لتتبع الحالات الكمومية التي تنمو أسيًا مع عدد الكيوبتات، والتي تستنزف بسرعة حدود ذاكرة وحدة المعالجة المركزية القياسية عند تجاوز 25 كيوبتًا. يقوم غلاف CUDA-Q تلقائيًا بتكوين التنفيذ المجمع لوحدات معالجة الرسوميات المتعددة ومعالجة انكماش شبكات الموتر عالية المستوى متعددة العقد. بالنسبة للعمليات التناظرية، تقوم الواجهة الخلفية بتحويل الجداول الزمنية المعتمدة على الوقت إلى عوامل تشغيل محسّنة، دون حاجة الباحثين لكتابة تعليمات برمجية منخفضة المستوى بلغة CUDA، مع دفع حدود محاكاة ناقل الحالة الفعلية على أجهزة الكمبيوتر العملاقة الكلاسيكية أحادية العقدة إلى 30 كيوبتًا وما فوق.
يقدم الإصدار 0.2.0 محركًا موحدًا لنمذجة الضوضاء، يمكن من خلاله تعريف وتطبيق الضوضاء بشكل موحد على أجهزة محاكاة وحدة المعالجة المركزية والواجهات الخلفية لوحدة معالجة الرسوميات دفعة واحدة. يستخدم هذا النظام التمثيلات الرياضية Kraus وLindblad لمعالجة ضوضاء الحالة، واضطرابات التحكم، وعدم تناسق القراءة، مما يضمن التوافق مع التكوينات الرقمية أو التناظرية للأجهزة. يقدم البرنامج أيضًا أوليات متخصصة، تشمل الخزانات الكمومية وطبقات الإدخال المخصصة، لتبسيط حسابات الخزانات الكمومية للأجهزة التناظرية قصيرة المدى. تتضمن التحديثات البرمجية أيضًا موصلات استيراد وتصدير أصلية لـ OpenQASM 3 والتمثيل الوسيط الكمومي (QIR) من Microsoft، بالإضافة إلى وظيفة تسوية تلقائية لعناصر التحسين باستخدام دالة جزاء Rosenberg.
يأتي هذا التكامل مع CUDA-Q بالتزامن مع توسع البنية التحتية الأوروبية للحوسبة الفائقة الهجينة، حيث تقوم العديد من المرافق بنشر منصات NVIDIA المسرّعة لاستضافة أعباء العمل الكمومية الكلاسيكية الهجينة. قامت Qilimanjaro بتركيب ثلاثة أجهزة كمبيوتر كمومية محلية في مركز برشلونة للحوسبة الفائقة (BSC) في إطار مبادرة EuroHPC Joint Undertaking، ويستخدم الباحثون حزمة SDK المحدثة لدفع عمليات المحاكاة عالية الدقة على الأجهزة التجارية. يسمح هذا البرنامج لمراكز الحوسبة عالية الأداء بدمج مجموعات وحدات معالجة الرسوميات الكلاسيكية مع الرقائق التناظرية للمحاكاة الفيزيائية، مما يعزز أطر البحث الأوروبية السيادية في مجال الذكاء الصناعي والطاقة النظيفة. يمكن الاطلاع على الوظائف الكاملة للإطار وتاريخ الإصدارات في إعلان وملاحظات إصدار QiliSDK 0.2.0، ويمكن الرجوع إلى سير عمل التكامل التقني ومعايير الأداء في منشور مدونة Qilimanjaro CUDA-Q وبوابة بياناتها الصحفية، ويمكن الحصول على معلومات أساسية حول البنية التحتية ذات الصلة من موجز NVIDIA للحوسبة الفائقة.
تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com
