حاسوب أمريكي يحل مشكلة معقدة أسرع بمليون سنة من الحواسيب العملاقة!

على مر العقود، شهدنا تطورا هائلا في قدرة الحوسبة، حيث تتضاعف قوة الرقائق الدقيقة وفقا لقانون مور كل عامين. وقد تم تحقيق تقدم كبير في الحوسبة، حتى مع استمرار تقليص حجم الأجهزة. (ينص قانون مور على أن عدد الترانزستورات (وهي مكونات أساسية في الدوائر الإلكترونية) على شريحة مدمجة (مثل الرقائق الدقيقة) يتضاعف تقريبا كل عامين، ما يؤدي إلى زيادة الأداء بشكل كبير وتقليل التكلفة في الوقت نفسه).
لكن، لا تزال بعض المشكلات المعقدة، مثل تغير المناخ واكتشاف الأدوية، بحاجة إلى حواسيب تتجاوز قدرة الأنظمة الحالية.
وفي هذا السياق، يبدو أن الحل يكمن في الحواسيب الكمومية، التي تستخدم ميكانيكا الكم لإجراء عمليات حسابية معقدة تستغرق سنوات حتى لأسرع الحواسيب العملاقة. وعلى الرغم من الضجة الكبيرة حول هذه التقنية، إلا أن تطبيقها العملي لم يتحقق حتى الآن.
وتمكن فريق البحث في "دي-ويف" من حل مشكلة محاكاة نظارات الدوران القابلة للبرمجة، وهي مسألة معقدة تتعلق بالمواد المغناطيسية. وتستخدم هذه المواد في العديد من التطبيقات، مثل الطب وأشباه الموصلات وتصميم أجهزة الاستشعار والمحركات. ورغم ذلك، كان من الصعب فهم التفاعلات الكمومية لهذه المواد بسبب حجمها المجهري، ما يجعل اكتشاف استخدامها في التطبيقات المختلفة أمرا صعبا.
ونظرا لأن فيزياء الكم هي المسؤولة عن سلوك المواد على المستوى الذري، فإن فهم خصائص المعادن المغناطيسية على المستوى الكمومي يمكن أن يساعد في إيجاد تطبيقات جديدة لها.
واستخدم الحاسوب الكمومي "D-Wave Advantage 2" ميكانيكا الكم لإيجاد حلول مثالية للمشكلة.
ويبدأ النظام الكمومي بتجربة كل الحلول الممكنة دفعة واحدة (حالة طاقة عالية)، ثم يسعى تدريجيا للوصول إلى الحل الأمثل عبر "التلدين"، الذي يعني تعديل معلمات النظام (مثل طريقة معالجة البيانات أو الخوارزميات) ببطء حتى يستقر في الحل المثالي الذي يكون في حالة طاقة منخفضة.
وعندما قام فريق "دي-ويف" بتطبيق هذه المشكلة على حاسوبهم الكمومي، حصلوا على النتائج في دقائق. وفي المقابل، كان من المقرر أن يستغرق الحاسوب العملاق "فرونتير" في مختبر "أوك ريدج الوطني" مليون سنة لحل المشكلة نفسها، مع استهلاك كهرباء يعادل استهلاك العالم بأسره على مدار عام.
ووصف الدكتور آلان باراتز، الرئيس التنفيذي لشركة "دي-ويف"، هذا الإنجاز بأنه "يوم مميز في الحوسبة الكمومية".
وقال في بيان صحفي: "إثبات تفوق الحوسبة الكمومية في حل مشكلة عملية يعد سابقة في هذا المجال، حيث كانت الادعاءات السابقة عن تفوق الأنظمة الكمومية على الحواسيب التقليدية محل نزاع أو تتعلق بأرقام عشوائية بلا قيمة عملية".
وأضاف باراتز: "إن هذا الإنجاز يثبت أن حواسيب دي-ويف الكمومية المعالجة بالحرارة أصبحت قادرة الآن على حل مشاكل عملية تتجاوز قدرة أقوى الحواسيب العملاقة في العالم".
والآن، توفر "دي-ويف" إمكانية الوصول إلى معالجها الكمومي عبر السحابة الكمومية الخاصة بها. كما أعلنت الشركة عن زيادة حجم معالجها 4 مرات، من خلال إضافة آلاف الكيوبتات، وفقا للبيان الصحفي.
نشرت نتائج هذا البحث في مجلة "ساينس" العلمية.
المصدر:

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

روسيا اليوم

١٤-٠٣-٢٠٢٥

• روسيا اليوم

حاسوب أمريكي يحل مشكلة معقدة أسرع بمليون سنة من الحواسيب العملاقة!

على مر العقود، شهدنا تطورا هائلا في قدرة الحوسبة، حيث تتضاعف قوة الرقائق الدقيقة وفقا لقانون مور كل عامين. وقد تم تحقيق تقدم كبير في الحوسبة، حتى مع استمرار تقليص حجم الأجهزة. (ينص قانون مور على أن عدد الترانزستورات (وهي مكونات أساسية في الدوائر الإلكترونية) على شريحة مدمجة (مثل الرقائق الدقيقة) يتضاعف تقريبا كل عامين، ما يؤدي إلى زيادة الأداء بشكل كبير وتقليل التكلفة في الوقت نفسه). لكن، لا تزال بعض المشكلات المعقدة، مثل تغير المناخ واكتشاف الأدوية، بحاجة إلى حواسيب تتجاوز قدرة الأنظمة الحالية. وفي هذا السياق، يبدو أن الحل يكمن في الحواسيب الكمومية، التي تستخدم ميكانيكا الكم لإجراء عمليات حسابية معقدة تستغرق سنوات حتى لأسرع الحواسيب العملاقة. وعلى الرغم من الضجة الكبيرة حول هذه التقنية، إلا أن تطبيقها العملي لم يتحقق حتى الآن. وتمكن فريق البحث في "دي-ويف" من حل مشكلة محاكاة نظارات الدوران القابلة للبرمجة، وهي مسألة معقدة تتعلق بالمواد المغناطيسية. وتستخدم هذه المواد في العديد من التطبيقات، مثل الطب وأشباه الموصلات وتصميم أجهزة الاستشعار والمحركات. ورغم ذلك، كان من الصعب فهم التفاعلات الكمومية لهذه المواد بسبب حجمها المجهري، ما يجعل اكتشاف استخدامها في التطبيقات المختلفة أمرا صعبا. ونظرا لأن فيزياء الكم هي المسؤولة عن سلوك المواد على المستوى الذري، فإن فهم خصائص المعادن المغناطيسية على المستوى الكمومي يمكن أن يساعد في إيجاد تطبيقات جديدة لها. واستخدم الحاسوب الكمومي "D-Wave Advantage 2" ميكانيكا الكم لإيجاد حلول مثالية للمشكلة. ويبدأ النظام الكمومي بتجربة كل الحلول الممكنة دفعة واحدة (حالة طاقة عالية)، ثم يسعى تدريجيا للوصول إلى الحل الأمثل عبر "التلدين"، الذي يعني تعديل معلمات النظام (مثل طريقة معالجة البيانات أو الخوارزميات) ببطء حتى يستقر في الحل المثالي الذي يكون في حالة طاقة منخفضة. وعندما قام فريق "دي-ويف" بتطبيق هذه المشكلة على حاسوبهم الكمومي، حصلوا على النتائج في دقائق. وفي المقابل، كان من المقرر أن يستغرق الحاسوب العملاق "فرونتير" في مختبر "أوك ريدج الوطني" مليون سنة لحل المشكلة نفسها، مع استهلاك كهرباء يعادل استهلاك العالم بأسره على مدار عام. ووصف الدكتور آلان باراتز، الرئيس التنفيذي لشركة "دي-ويف"، هذا الإنجاز بأنه "يوم مميز في الحوسبة الكمومية". وقال في بيان صحفي: "إثبات تفوق الحوسبة الكمومية في حل مشكلة عملية يعد سابقة في هذا المجال، حيث كانت الادعاءات السابقة عن تفوق الأنظمة الكمومية على الحواسيب التقليدية محل نزاع أو تتعلق بأرقام عشوائية بلا قيمة عملية". وأضاف باراتز: "إن هذا الإنجاز يثبت أن حواسيب دي-ويف الكمومية المعالجة بالحرارة أصبحت قادرة الآن على حل مشاكل عملية تتجاوز قدرة أقوى الحواسيب العملاقة في العالم". والآن، توفر "دي-ويف" إمكانية الوصول إلى معالجها الكمومي عبر السحابة الكمومية الخاصة بها. كما أعلنت الشركة عن زيادة حجم معالجها 4 مرات، من خلال إضافة آلاف الكيوبتات، وفقا للبيان الصحفي. نشرت نتائج هذا البحث في مجلة "ساينس" العلمية. المصدر:

روسيا اليوم

٢٩-١٢-٢٠٢٤

• روسيا اليوم

اكتشاف في باطن الأرض يكفي لتغطية احتياجات الطاقة 200 عام

تدعم الأبحاث المتزايدة استخدام الهيدروجين كمصدر للطاقة النظيفة القادر على استبدال الوقود الأحفوري في العديد من المجالات، مثل المركبات والعمليات الصناعية وتوليد الكهرباء. ويتوقع أن يشكل الهيدروجين نحو ثلث إمدادات الطاقة المستقبلية في العديد من القطاعات، مع زيادة متوقعة في الطلب العالمي عليه بمعدل 5 أضعاف. وأظهرت الدراسات السابقة إمكانية إنتاج الهيدروجين من خلال تقسيم جزيئات الماء باستخدام الكهرباء، ما يؤدي إلى الحصول على الأكسجين والهيدروجين. وبالإضافة إلى ذلك، من المعروف أن التفاعلات الكيميائية الطبيعية في الصخور تطلق الهيدروجين، لكن الاعتقاد السابق يقول إن الكميات المنتجة بهذه الطريقة قليلة جدا. إقرأ المزيد روسيا.. إنشاء أول محطة توليد طاقة خالية من الانبعاثات ولكن هذا الفهم تغير بعد اكتشاف خزانات ضخمة من غاز الهيدروجين في ألبانيا وغرب إفريقيا. وفي الوقت الحالي، يستخدم باحثون من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية نموذجا يحسب معدل إنتاج الهيدروجين تحت الأرض عبر العمليات الطبيعية، ما يساعد في تقدير حجم الغاز الذي يمكن احتجازه في باطن الأرض. ويعتمد النموذج على خصائص الرواسب استنادا إلى أماكن وجود الغاز وكمياته، بالإضافة إلى المعدلات المعروفة لإنتاجه طبيعيا. ويقدر الجيولوجيون أن باطن الأرض قد يحتوي على ما بين مليار و10 تريليونات طن من الهيدروجين. ويقول الباحثون إن الطاقة التي قد يتم استخراجها من هذه الكمية ستكون ضعف احتياطيات الغاز الطبيعي المعروفة على كوكب الأرض تقريبا. وتؤكد الدراسة أن استعادة 2% فقط من الموارد الأكثر احتمالا من هذا الغاز يمكن أن يلبّي الطلب العالمي المتوقع على الهيدروجين لمدة 200 عام تقريبا. ورغم أن الهيدروجين ليس موردا متجددا، إلا أنه يمكن أن "يساهم بشكل كبير" في تقليل انبعاثات الكربون. وتضيف الدراسة أنه "لن يكون للهيدروجين منخفض الكربون تأثير كبير في تحقيق أهداف صافي الانبعاثات صفر إلا إذا تم تطويره في سنوات أو عقود، بدلا من قرون". نُشرت الدراسة في مجلة "ساينس". المصدر: إندبندنت

روسيا اليوم

١٥-١٢-٢٠٢٤

• روسيا اليوم

السعودية .. تقنية تكشف "احتياطيات هائلة من الليثيوم"

وفي التفاصيل، تستعرض الدراسة الحديثة والتي نشرت في المجلة العلمية "ساينس" تقنية جديدة لاستخلاص الليثيوم مباشرة من المحلول الملحي الموجود في حقول النفط ومياه البحر، حيث يوجد الليثيوم بتركيزات منخفضة للغاية. ووفق الصحيفة، تم اختبار هذه التقنية على نطاق أوسع بمعدل 100 ألف مرة مقارنة بمختبرات الجامعة، وكانت تكلفتها منافسة للتقنيات التقليدية التي لم تثبت فعاليتها مع المحلول الملحي منخفض التركيز، حيث إمكانية استخراج الليثيوم من المحلول الملحي قد تسهم في زيادة توافره عالميا بمئات المليارات من الأطنان، ما قد يسهم في تحول المملكة العربية السعودية من دولة مستوردة إلى دولة منتجة لهذا العنصر الذي يشهد طلبا كبيرا. وتتميز هذه التقنية بحساسيتها العالية، مما يسمح لها باستخلاص الليثيوم من المحلول الملحي بتركيزات منخفضة تصل إلى 20 جزءا في المليون، دون الحاجة إلى إضافة أي ملوثات أو مواد إضافية، وهذا ما يجعل عملية استخراج الليثيوم مجدية من الناحية الاقتصادية، خاصة بالنسبة للمصادر التي تحتوي على تركيزات منخفضة من الليثيوم، مثل حقول النفط المنتشرة في المملكة. إقرأ المزيد السعودية تسعى للاستثمار بالليثيوم في تشيلي وأوضح البروفيسور زيبينغ لاي، الأستاذ في "كاوست" والرئيس المشارك لمركز التميز للطاقة المتجددة وتقنيات التخزين، والباحث الرئيس في المشروع، أنه تم تحسين جسر الأكسدة والاختزال الكهربائي للاستفادة من الطاقة الأسموزية الناتجة من الفارق في التركيز بين المحلول الملحي عالي الملوحة ومحلول الاستخلاص، مما يؤدي إلى تقليل استهلاك الطاقة في عملية استخلاص الليثيوم. وقال إن مثل هذه الابتكارات يمكن أن تسهم في إيجاد قيمة جديدة في مجالات النفط والتعدين والطاقة الحرارية الأرضية، وبالأخص في المواقع التي تُعد فيها المياه الناتجة نفايات. وأضاف لاي "أن استخراج الليثيوم محليا يعزز مرونة سلسلة الإمداد، ويقوي أمن الطاقة الوطني، ويمكن أن يدفع هذا الابتكار المملكة إلى القيام بدور ريادي في سوق الطاقة النظيفة العالمية، مما يعزز من نفوذها وتجارتها الدولية". وتسارع الطلب العالمي على الليثيوم في العصر الحالي، ومن النادر أن نجد شخصا لا يستخدم الليثيوم هذا العنصر أساسي للبطاريات التي تشغل السيارات الكهربائية وأجهزة الحاسوب المحمولة والهواتف الذكية. ومع ازدياد توجه الدول نحو الرقمنة، من المتوقع أن يرتفع الطلب على الليثيوم بشكل كبير بحلول عام 2030، حيث أعلنت المملكة خططها لاستيراد الليثيوم كجزء من إستراتيجيتها للطاقة. ومع ذلك، قد تكون المملكة غنية بالليثيوم بالفعل بسبب المحيطات وحقول النفط المحيطة بها، ويعود سبب اعتمادها على استيراد الليثيوم من الخارج، إلى أن التقنيات الحالية غير كافية لاستخراجه من احتياطياتها، وهذا الابتكار قد يغير بالكامل خطط المملكة الحالية حيال ذلك، وفق "سبق". وتسعى شركة "ليهايتك" الناشئة في "كاوست"، التي أسسها البروفيسور زيبينغ لاي، وزميله البروفيسور كوو-وي هوانغ، إلى تحويل هذه التقنية من البحث العلمي إلى التطبيق التجاري. المصدر: "سبق"