چرا مقیاس های کوانتومی بر اساس محاسبه بر وات، نه شمارش کیوبیت؟

صنعت فناوری برای آنچه پس از ChatGPT آمد، آماده نبود. شبکه‌های برق، سیستم‌های خنک‌کننده و مراکز داده در حال حاضر در حال بازسازی هستند، زیرا هیچ یک از آنها برای تقاضای موجود طراحی نشده‌اند.

محققان سازمان ملل انتظار دارند که هوش مصنوعی تا سال 2030 قدرت و آب مصرفی مراکز داده را دو برابر کند.

اگر صنعت می دانست که تقاضا در حال آمدن است، برای آن طراحی می کرد.

محاسبات کوانتومی برای انجام این کار به اندازه کافی زود است.

ابر مقیاس‌کننده‌های هوش مصنوعی به یک چیز اهمیت می‌دهند: برای هر دلار سرمایه‌گذاری شده چقدر محاسبات مفید دریافت می‌کنند.

این هزینه کل مالکیت تحت سلطه استهلاک و مصرف برق است. در ساخت زیرساخت فعلی، آنها دسترسی کافی به سرمایه برای تامین هزینه های سرمایه ای دارند اما دسترسی کافی به برق ندارند.

این محدودیت آنقدر حاد است که در صورت ادامه رشد با این سرعت، مراکز داده در فضا به یک امکان اقتصادی تبدیل می شوند. اما حتی اگر صنعت هوش مصنوعی به بلوغ برسد و رشد کند شود، هزینه کل مالکیت غالب خواهد شد.

این به طور مستقیم به سرمایه مورد نیاز ترجمه می شود و محاسبه بر وات مهمترین معیار است.

صنعت کوانتومی باید کمتر به تعداد کیوبیت و بیشتر به محاسبه بر وات اهمیت دهد

با این حال، کامپیوترهای کوانتومی هنوز با تعداد کیوبیت فروخته می شوند و تعداد کیوبیت به تنهایی چیزی در مورد بازده اقتصادی یک سیستم نمی گوید. آنچه در مقیاس اهمیت دارد این است که کاربر نهایی چه مقدار محاسبه بر وات دریافت می کند - و این به تنهایی توسط تعداد کیوبیت هدایت نمی شود.

برای مثال، پردازنده‌های کیوبیت ابررسانا را در نظر بگیرید، که یکی از پلتفرم‌های محاسباتی کوانتومی مناسب‌ترین برای محاسبات هستند. آنها تقریبا یک دهه است که در حدود 100 کیوبیت گیر کرده اند. این به این دلیل است که در تراشه‌های امروزی، بیش از 90 درصد از سطح توسط سیم‌کشی که کیوبیت‌ها را کنترل می‌کند و پاسخ‌های آن‌ها را می‌خواند، به جای خود کیوبیت‌ها اشغال می‌کند.

راه معمول حل مشکل این است که بسیاری از پردازنده های کوچک را با هم شبکه کنید. با این حال، شبکه از دست دادن است و اتصالات پراکنده می دهد. این در تراشه‌های کلاسیک بد و در تراشه‌های کوانتومی بد است. کار نگه‌داشتن سیستم در کنار هم سریع‌تر از کیوبیت‌هایی که اضافه می‌کند رشد می‌کند و قدرت بیشتری صرف راه‌اندازی دستگاه می‌شود تا محاسبات با آن.

این به شما تعداد کیوبیت‌های بالاتری می‌دهد، اما آن‌ها با سیستم‌هایی که با شبکه کمتر ساخته شده‌اند برابری نمی‌کنند: برای شما هزینه محاسبه به ازای هر وات دارد.

صنعت کوانتومی باید بیشتر به منحنی های تجربه اهمیت دهد

منحنی تجربه یک ایده ساده است: هر بار که تعداد کل ساخته شده دو برابر می شود، هزینه هر یک به میزان ثابتی کاهش می یابد. این چیزی است که قیمت پنل‌های خورشیدی و باتری‌ها را کاهش داد و کوانتومی نیز استثنا نخواهد بود، اما تنها در صورتی که حجم‌هایی را بسازیم که اجازه می‌دهند منحنی کار کند.

نقشه‌های راه کوانتومی خوش‌بینانه هرگز در مورد کاهش قیمت صحبت نمی‌کنند، در حالی که این یکی از مهمترین مشکلاتی است که صنعت ما باید حل کند. با قیمت امروزی هر کیوبیت، یک ماشین میلیون کیوبیتی چیزی بین 100 میلیارد تا یک تریلیون دلار هزینه خواهد داشت. هزینه هر کیوبیت باید در سال‌های آینده حداقل صد برابر کاهش یابد تا رایانه‌های کوانتومی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشند، که قابل انجام است، اما با اثبات آزمایشگاهی مفاهیم بیشتر حل نمی‌شود.

ترانزیستور واضح ترین حالت در محاسبات است. یک ترانزیستور یک بار حدود یک دلار قیمت داشت. امروزه یک تراشه میلیاردها عدد از آنها را حمل می کند و هر یک کسری از یک سنت قیمت دارد. آن سقوط ناشی از چندین دهه ساخت بیشتر آنها بود که باعث کاهش هزینه ها سال به سال شد.

هزینه ها همانطور که در محاسبات کلاسیک کاهش یافت کاهش می یابد: تولید حجمی قطعات استاندارد همراه با پیشرفت فنی ترکیبی (اما نه مرحله ای). این نیاز به یک معماری باز دارد که در آن شرکت های متخصص هر یک یک لایه از ماشین را می سازند.

این معماری باز کوانتومی - پردازنده‌های یک شرکت، کرایوژنیک از شرکتی دیگر، کنترل الکترونیک از شرکت سوم - چیزی است که تخصص را پیش می‌برد و به نوبه خود باعث صرفه‌جویی در مقیاس مورد نیاز می‌شود.

با انتقال رشته از علم به مهندسی، امروزه دموهای یکباره جالبی در استارت آپ ها وجود دارد. شرکت های بسیار کمی وجود دارند که در واقع زنجیره تامین را ایجاد می کنند.

اکنون انجام این کار مهم است

کامپیوترهای کوانتومی جهان را تغییر خواهند داد. آنها این وعده را دارند که روش کشف دارو، توسعه مواد و یادگیری ماشینی را تغییر دهند.

این نیز به هوش مصنوعی مرتبط است. همان حجم کاری که امروز شبکه را تحت فشار قرار می دهد، محاسبات سنگینی است که یک ماشین کوانتومی می تواند روزی با کسری از قدرت انجام دهد، وقتی اقتصاد وجود داشته باشد. رسیدن به آنجا با بیشترین سرعت ممکن ارزش زیادی ایجاد می کند و زندگی همه ما را بهتر می کند.

تکنولوژی در حال پیشرفت است. اما ما روی معیارهای اقتصادی که مهم هستند تمرکز نکرده‌ایم، و اگر این کار را به‌زودی انجام ندهیم، در خطر ایجاد صنعتی هستیم که به‌جای رایانه‌های مفید واقعی، دموهای گران قیمت می‌سازد. تعداد کیوبیت به تنهایی مهم نیست. ایجاد زنجیره‌های تامین سال‌ها، اگر نگوییم دهه‌ها طول می‌کشد.

این که آیا ساخت صنعتی، قطعات استاندارد شده و پردازنده‌هایی با محاسبات در هر وات به طور نمایی بیشتر برای دستیابی به صرفه‌جویی در مقیاس وجود دارند یا خیر، با انتخاب‌های انجام شده در چند سال آینده مشخص خواهد شد.

بهترین رایانه های تجاری: سازمان های پیشرو رایانه های شخصی رومیزی.

این مقاله به عنوان بخشی از TechRadar Pro Perspectives، کانال ما برای معرفی بهترین و باهوش ترین ذهن ها در صنعت فناوری امروز تهیه شده است.

نظرات بیان شده در اینجا نظرات نویسنده است و لزوما نظرات TechRadarPro یا Future plc نیست. اگر مایل به مشارکت هستید، اطلاعات بیشتری را در اینجا بیابید: https://www.techradar.com/pro/perspectives-how-to-submit