حتماً این روزها اسم کامپیوتر کوانتومی یا همون Quantum Computing به گوشتون خورده. کامپیوترهایی که به کمک اصول فیزیک کوانتوم کار می‌کنن و یه جورایی بهشون میگن آینده‌ی دنیای پردازش اطلاعات. حالا شاید بپرسید اینا قراره جای کامپیوترای قویِ الانمون ـ که بهشون High-Performance Computing یا به اختصار HPC میگن ـ رو بگیرن؟ جوابش اینه: نه دقیقاً! داستان اینجاست که کامپیوتر کوانتومی می‌تونه قدرتای خاص خودش رو به پردازنده‌ها و سوپرکامپیوترای معمولی اضافه کنه و این دوتا با هم یه جور همکاری فوق‌العاده‌ای راه بندازن که بهش میگن QHPC یا همون ترکیب Quantum و High-Performance Computing.
حالا قضیه فقط به همین سادگی نیست! وقتی می‌خوایم این دو تا دنیا رو با هم قاطی کنیم، چندتا دردسر جدی هم پیدا میشن. مهم‌ترینش هم اینه که این «سیستم ترکیبی» باید قابل‌اعتماد باشه. قابل‌اعتماد بودن یعنی چی؟ یعنی خروجی‌هات تکرارپذیر باشه (reproducibility)، سیستم در مقابل مشکلات مقاوم باشه (resiliency)، و حریم خصوصی و امنیت روپاش حفظ شه (security & privacy). مثلاً resiliency یعنی سیستم با یه اختلال کوچیک یا یه خرابی، کل کارش رو از دست نده و بتونه جمع‌وجور کنه.
توی این مقاله، اومدن یه چارچوب (framework) ارائه دادن که مهندس‌ها بتونن براساسش QHPC رو طوری طراحی کنن که این سه تا رکن اصلی رو داشته باشه: تکرارپذیری، مقاومت در برابر خطاها، و امنیت. خودشونم میگن که فقط قاطی کردن دو تا سیستم کافی نیست؛ باید مشکلات ترکیب اینا رو بشناسن، بدونن سر راه چه چالش‌هایی پیدا میشه و از قابلیتای خاص هرکدوم حسابی استفاده کنن.
بررسی کردن که چطور کلاودپلتفرم‌ها (همون فضای ابری یا اون جایی که همیشه عکس و فایل‌هامون رو نگهداری می‌کنیم)، شبکه‌ها، و سیستم‌های امن رو میشه به QHPC وصل کرد. مثلاً امنیت شبکه Network Security یعنی جلوگیری کردن از هک شدن بخش کوانتومی یا کلاسیک سیستم.
نویسنده‌ها میگن که باید هم از اصول مهندسی کامپیوترهای کلاسیک چیزهای مهمی یاد گرفت، هم از دیدگاهای کوانتومی (مثلاً خطاهای مخصوص پردازش کوانتومی یا پیچیدگی کنترلشون). در نهایت یه نقشه راه (roadmap) پیشنهاد دادن برای طراحی مشترک و همزمان این سیستم‌ها — بهش میگن co-design، یعنی همه چی رو با فکر به همکاری دوتا حوزه از اول بسازی.
یه سری معیار هم گذاشتن که باهاش بشه «قابل‌اعتماد بودن» رو توی چنین سیستم‌هایی سنجید و برای مهندسایی که دارن روی مرز بین کامپیوتر کوانتومی و HPC کار می‌کنن، راهنمایی طراحی دادن. تازه، کلی سؤال جدید هم در مورد بزرگ شدن این سیستم‌ها (یعنی اگه قرار باشه در مقیاس بزرگ کار کنن)، تحمل خرابی‌ها (fault tolerance)، و پیچیدگی‌های ترکیب پیش اومده که باید جواب داده بشه.
حرف آخرشون اینه: تا وقتی این سیستم‌های ترکیبی رو به شکل قابل‌اعتماد نسازیم، رویای کامپیوتر کوانتومی که واقعاً مشکلات بزرگ رو حل کنه و به شرکت‌ها و مردم سود برسونه، هیچ‌وقت عملی نمی‌شه. پس تمام اکوسیستم کوانتوم باید روش فکر کنه و بدون طراحی حساب‌شده عملاً آینده‌ای هم در کار نخواهد بود.
اگه خلاصه بخوای بگم، مطلبشون برای اونایی که دنبال آینده تکنولوژی و مرزهای علم هستن فوق‌العاده‌ست؛ چون هم مشکلات راه رو نشون میدن، هم راهکار میدن، هم نشون میدن چطور دوتا دنیا می‌تونن به هم قدرت بدن!
منبع: +
