19 دسامبر 2023 shutterstock/prawest-MonarQ با 24 کیوبیت ابررسانا که مانند پروانه ها چیده شده اند، به زودی برای محققان آماده می شود تا بیایند و کاوش کنند.
در سال 2003، پروژه ژنوم انسانی نقشه برداری از توالی بیش از 90 درصد از ژنوم انسان را با موفقیت به پایان رساند و امسال بیستمین سالگرد این کشف مهم علمی است. تصور اینکه علم ژنومیک در دنیای امروز بدون آن چه شکلی خواهد بود سخت است!
این پروژه رویایی از آن زمان در بخش‌های مختلف، از جمله تحقیقات سرطان، آزمایش‌های ژنتیکی، فارماکولوژی، میکروب‌ها، میکروبیوم‌ها و پزشکی قانونی، حیاتی است. این پروژه شامل تیم های تحقیقاتی در 20 دانشگاه و مرکز تحقیقاتی مختلف در شش کشور بود و یکی از جاه طلبانه ترین و موفق ترین تلاش های علمی بین المللی در تاریخ بود. این یک پروژه علمی جهانی منحصر به فرد با تمرکز اصلی بر علم اکتشافی بود – نه کاربردی یا تجاری سازی. هدف صرفاً کاوش و درک ژنوم اسرارآمیز و بدون نقشه انسان بود.
Calcul Québec به عنوان ارائه‌دهنده خدمات زیرساخت، مسئول مدیریت یکی از سایت‌های میزبان محاسبات ملی شامل دو خوشه ابرکامپیوتری Narval و Béluga است. این خوشه‌ها روی هم نزدیک به 115000 هسته محاسباتی و 150 پتابایت فضای ذخیره‌سازی را تشکیل می‌دهند که برخی از پیشرفته‌ترین تحقیقات آکادمیک را در کبک ممکن می‌سازد.
در حالی که ضروری است، زیرساخت های فناوری به تنهایی نتایج تحقیقات موفق را تضمین نمی کند. محققان و تیم های آنها باید از حمایت مستمر برخوردار باشند، به خصوص در مورد استفاده از فناوری پیشرفته. پایگاه دانش اولیه یک محقق معمولاً مربوط به رشته تحصیلی آنها است و نه فناوری که آنها برای تسهیل آن استفاده می کنند.
بخش قابل توجهی از منابع انسانی در Calcul Québec به کار مستقیم با محققان و تیم های آنها، ارائه آموزش، کارگاه های عملی، پاسخ به سؤالات و انجام مشاوره اختصاص داده شده است. این تحلیلگران اغلب خود از دانشگاه هستند و در زمینه فناوری میزبانی شده توسط Calcul Québec متخصص شده اند. ماموریت آنها این است که اطمینان حاصل کنند که این فناوری در دسترس، قابل درک و تا حد امکان کارآمد و مؤثر توسط محققان و تیم های آنها استفاده می شود.
موفقیت در Calcul Québec با مشارکت فعال در استفاده و استفاده از زیرساخت های ما در تحقیقات تعریف می شود، نه فقط با ارائه خود زیرساخت.اگر چشم انداز تحقیقاتی در کانادا یکنواخت و ثابت بود، این یک پیشنهاد آسان بود، اما به طور فزاینده ای آشکار می شود که چنین نیست.
در Calcul Québec، ما شاهد رشد نیازهای جامعه تحقیقاتی برای دسترسی به منابع فناوری، آموزش و خدمات مشاوره بیشتر بوده ایم. محاسبات تحقیقاتی پیشرفته در رشته‌های دانشگاهی بیشتر و بیشتر، از جمله رشته‌های خارج از حوزه STEM، استفاده می‌شود. این امر نیاز به تکامل فناوری و خدمات تحقیقاتی موجود را برای اطمینان از دسترسی به آن برای کل جامعه تحقیقاتی، نه فقط کاربران سنتی، تحریک می‌کند.
زمانی که فناوری‌های بسیار مخرب مانند هوش مصنوعی و محاسبات کوانتومی در نظر گرفته شوند، تجسم مجدد خدمات تحقیقاتی با تمرکز بر دسترسی، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. این فناوری‌ها پتانسیل تغییر جامعه و تحقیقات را به سرعت دارند و این شکاف‌های موجود در دسترسی را تشدید می‌کند.
برای Calcul Québec، مدیریت فناوری مخرب و تامین نیازهای تحقیقاتی که ایجاد می‌کنند، منجر به ایجاد یک تیم توسعه خدمات تحقیقاتی اختصاصی شده است. این تیم که در سال 2022 تشکیل شد، وظایف دوگانه دارد: ایجاد شاخه ای از خدمات اختصاص داده شده به نیازهای جامعه تحقیقاتی علوم انسانی و اجتماعی (HSS) در کبک، و پیش بینی و اجرای خدمات محاسبات کوانتومی.
مطابق با این مأموریت دوگانه، تیم به طور مستقیم با جامعه تحقیقات علمی در کبک کار می کند و آموزش و اطلاع رسانی را در اولویت قرار می دهد. به این ترتیب، ما راه‌حل‌های زیرساختی را انتخاب می‌کنیم که جدا از فشارهای تجاری‌سازی و کاربردهای صنعتی هستند – تنها بر نیازهای جامعه‌ای که به آن خدمت می‌کنیم تمرکز می‌کنیم.
MonarQ
یک گام بزرگ به سمت توسعه خدمات کوانتومی، دستیابی به کامپیوتر کوانتومی، MonarQ، و ایجاد مواد آموزشی مقدماتی بوده است. در حالی که MonarQ قدرتمندترین رایانه کوانتومی در اکوسیستم کوانتومی امروزی نیست، فرصتی منحصر به فرد برای تحقیقات مقرون به صرفه محاسبات کوانتومی بنیادی در کانادا و خارج از کشور فراهم می کند. این یک رویکرد بازتر و اکتشافی تر برای تحقیقات محاسبات کوانتومی را تسهیل می کند.
همکاری در صنعت
با نگاهی به موفقیت پروژه ژنوم انسانی، به ما یادآوری می شود که همکاری چقدر قدرتمند و ضروری برای توسعه زمینه ها و فناوری های نوظهور است. همچنین اهمیت آزادی برای اکتشاف در تحقیق به طرز تلخی روشن می شود. در این مرحله، ما فقط می‌توانیم امیدوار باشیم که همان پیشرفت چشمگیری را که در پروژه ژنوم انسان دیده‌ایم، در محاسبات کوانتومی 20 سال آینده ببینیم، اما این وظیفه همه ما در اکوسیستم کوانتومی است که مانند بسیاری از افراد قبل از خود انجام دهیم. انجام داده اند – روی شانه های غول ها بایستند.
MonarQ یک کامپیوتر کوانتومی Anyon Systems است که در حال حاضر در دست ساخت است و انتظار می‌رود در ژانویه 2024 در مرکز داده Calcul Québec در École de Technologie Supérieure (ETS) در مونترال راه‌اندازی شود. این یک دستگاه کوانتومی مبتنی بر گیت جهانی است که حاوی 24 کیوبیت ابررسانا است. این اولین کامپیوتر کوانتومی در کانادا خواهد بود که هدف اصلی آن خدمت به محققان در موسسات دانشگاهی عمومی است.
میزبانی و پشتیبانی از یک کامپیوتر کوانتومی به جامعه پژوهشی اجازه می دهد تا الگوریتم های کوانتومی جدیدی را توسعه و آزمایش کند، در حالی که اطمینان حاصل شود که تمام مالکیت معنوی توسعه یافته در مالکیت موسسات کبک باقی می ماند. با توسعه نرم افزارهای متن باز، این زیرساخت وسعت ملی و بین المللی خواهد داشت.
این پروژه از وزارت اقتصاد، نوآوری و انرژی و توسعه اقتصادی کانادا برای مناطق کبک حمایت مالی دریافت کرد.
