چالش جدید کامپیوتر های کوانتمی در سال 2021: چالشی به استواری فولاد!

کامپیوتر های کوانتمی

کامپیوتر های کوانتمی: از راه آهن و کشتی گرفته تا چاقو و چنگال: تعداد محصولاتی که از فولاد ساخته شده اند برای شماره کردن بسیار زیاد است. برای اطمینان از عرضه مداوم مواد مورد نیاز این صنعت، تولید کننده فولاد ژاپنی Nippon Steel اکنون در حال بررسی نحوه محاسبات کوانتومی ممکن است تا بتواند به بهبود فرآیند ها در این صنعت کمک کند.

این شرکت که 50 میلیون تن فولاد سنگین در سال 2019 تولید کرده است (یعنی 40 درصد از کل تولید در ژاپن) با رایانه های کمبریج کوانتوم (CQC) و هانیول همکاری کرده است تا دریابد آیا کامپیوتر های کوانتمی توانایی بالابردن کارایی تولید فولاد را در زنجیره تأمین دارند یا این کار صرفه لازم برای عملیاتی ساختن را ندارد.

پس از یک سال آزمایش های مختلف من جمله آزمایش الگوریتم های جدید در کامپیوتر های کوانتمی، این شرکت نتیجه گرفته است که علی رغم محدودیت های سخت افزاری کامپیوتر های کوانتمی، این فناوری نوید پیشرفت بسیاری را در مورد بهینه سازی مشکلات پیچیده حوزه تولید فولاد می دهد. نتایجی که Nippon Steel و Cambridge Quantum Computing بدست آورده اند نشان می دهد که محاسبات کوانتومی توسط کامپیوتر های کوانتمی ابزاری قدرتمند برای شرکت های حوزه تولید فولاد که به دنبال مزیت رقابتی هستند، می باشد.

 

فرآیند تولید فولاد یک فرآیند کاملاً پیچیده است که شامل مراحل مختلف می باشد و نیازمند مواد اولیه متنوع تا قبل از ساخت محصول نهایی است. این مراحل با فراوری گیاهان شروع شده و در مراحل بعد با تصفیه سنگ آهن ، ذغال سنگ و سایر مواد معدنی برای تولید صفحات فولادی ادامه می یابد. پس از این مرحله نوبت به تولید محصولاتی مانند ریل، میله ، لوله و چرخ می باشد.

اختصاصاً در مورد فولاد شرکت Nippon، میلیون ها تن مواد در معرض خطر است. استفاده از کامپیوتر های کوانتمی برای یافتن بهترین معادله برای اطمینان از اینکه محصولات مناسب در مکان مناسب و در زمان مناسب قرار دارند، کلید تحویل سفارشات با حداکثر کارآیی است. اگر زمانسجی های لازم را انجام دهید، متوجه خواهید شد که به راحتی می توان فهمید که چرا رهبران این صنعت به دنبال پیشرفته ترین ابزار های ممکن یعنی این کامپیوتر ها برای مدل سازی و بهینه سازی کل سیستم و در عین حال کاهش هزینه های عملیاتی هستند. کامپیوتر های کوانتمی مزیت های بیشمار دیگری نیز دارند.

به همین دلیل مدت هاست که استفاده از قلم و کاغذ با استفاده از خدمات نرم افزاری پیچیده و متنوع جایگزین شده است و Nippon Steel درحال محاسبه برای یک سرمایه گذار طولانی مدت در محاسبات پیشرفته بوده است. اما حتی قدرتمند ترین ابر رایانه های امروزی نیز می توانند برای دستیابی به راه حل های بهینه برای چنین پیچیده ای مفید واقع شوند. رایانه های کلاسیک فقط می توانند ساده سازی ها و تقریب ها را برای محاسبات نهایی ارائه دهند اما ماجرا برای کامپیوتر های کوانتمی متفاوت است. بنابراین این شرکت ژاپنی تصمیم گرفت تلاش خود را در کامپیوتر های کوانتمی امتحان کند و برای این منظور سال گذشته همکاری با شرکت نرم افزار کوانتومی CQC را اعلام کرد.

کامپیوتر های کوانتمی

برنامه ریزی در کارخانه های تولید فولاد یکی از بزرگترین چالش های لجستیکی است که این شرکت با آن روبروست و همیشه به دنبال راه هایی برای ساده سازی و بهبود عملیات در این زمینه میباشد. کامپیوتر های کوانتمی به کیوبیت ها متکی هستند. کوبیت ها ذرات ریزی هستند که می توانند حالت کوانتومی خاص و دوتایی به خود بگیرند و آنها را قادر می سازد چندین محاسبات را به صورت همزمان انجام دهند. این بدان معناست که اصولاً پیچیده ترین مشکلاتی که توسط کامپیوتر های کلاسیک در هیچ بازه زمانی واقعی حل نمی شوند، می توانند در طول چند دقیقه روی رایانه های کوانتومی اجرا شده و برطرف شوند.

 این فناوری هنوز در مراحل ابتدایی است. رایانه های کوانتومی در حال حاضر فقط می توانند کیوبیت های بسیار کمی را پشتیبانی کنند و توانایی انجام محاسبات سنگین  را ندارند که در مقیاس تجاری مفید باشد. دانشمندان علاقمند به نشان دادن ارزش نظری این فناوری هستند تا خود را پس از بلوغ این تکنولوژی آماده کرده و از ظرفیت وجودی آن بهره مند گردند. در عمل، برای شرکت Nippon Steel، این به معنای استفاده از خدمات و تخصص CQC برای کشف این معما است که کدام الگوریتم های اجرا شده بر روی رایانه های کوانتومی می توانند به طور موثر زنجیره تأمین شرکت را مدل و سپس بهینه سازی کنند.

 برای انجام این کار ، تیم های تحقیقاتی دو شرکت بر روی تدوین یک مسئله در مقیاس کوچک متمرکز شدند ، اگرچه این مسئله ارزش قابل توجهی برای Nippon Steel ندارد، اما با استفاده از سخت افزار کوانتومی نوپای امروزی می توان آن را حل نمود. محققان یک الگوریتم کوانتومی برای این مشکل معین شده ایجاد کردند و آن را بر روی سیستم H1 هانیول اجرا نموده اند. آخرین سخت افزار به کار رفته در محاسبات کوانتومی این شرکت دارای 10 کیوبیت موجود و حجم کوانتومی رکوردشکن 512 است.

 نتایج برای حجیم کردن این مسئله و به چالش کشیدن کامپیوتر های کوانتمی در موارد بزرگتر دلگرم کننده است. این را سرپرست بخش توسعه تجارت شرکت CQC گفته است.او همچنین اضافه کرد که:

این آزمایش قابلیت های سیستم H1 را که با الگوریتم های مدرن کوانتومی هماهنگ 

شده و بسیار امیدوار کننده است، نشان می دهد.

الگوریتم بهینه سازی مانند الگوریتم توسعه یافته توسط CQC و Nippon Steel می تواند برای بسیاری از سناریو های دیگر کامپیوتر های کوانتمی در ساخت ، حمل و نقل و توزیع استفاده شود. با هم افزایی نیرو های دو شرکت در واقع قرار است این کنسرسیوم، رهبران اکوسیستم کوانتوم شوند. بنابراین نتایج اولیه آزمایشات با Nippon Steel، تنها آغاز بسیاری از پروژه های جدید است ، زیرا این دو شرکت تخصص تکمیلی خود را در زمینه مسائل جهانی تحت تأثیر صنایع مختلف استفاده خواهند کرد. 

توضیح مختصری در مورد چگونگی کارکرد کامپیوتر های کوانتمی:

احمد ساروخانی
احمد ساروخانی

  • چنانچه دیدگاهی توهین آمیز باشد و متوجه اشخاص مدیر، نویسندگان و سایر کاربران باشد تایید نخواهد شد.
  • چنانچه دیدگاه شما جنبه ی تبلیغاتی داشته باشد تایید نخواهد شد.
  • چنانچه از لینک سایر وبسایت ها و یا وبسایت خود در دیدگاه استفاده کرده باشید تایید نخواهد شد.
  • چنانچه در دیدگاه خود از شماره تماس، ایمیل و آیدی تلگرام استفاده کرده باشید تایید نخواهد شد.
  • چنانچه دیدگاهی بی ارتباط با موضوع آموزش مطرح شود تایید نخواهد شد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

مطالب مرتبط

لینک کوتاه نوشته
0

سبد خرید چسبان