تبحث Intel Labs عن الخطوة التالية لعملاق الرقائق في مجال التقدم الكمي والعصبي

إذا كنت رياضيًا عظيمًا، فأنت بحاجة إلى العثور على اختبارات جديدة للقدرة على التحمل لدفع نفسك إلى تحقيق إنجازات جديدة. إذا كنت موسيقيًا، فأنت بحاجة إلى تأليف مقطوعات موسيقية جديدة ذات تعقيد أكبر لتطوير براعتك.

لعقود من الزمن، أتاحت شركة إنتل تحقيق أحد أعظم الإنجازات التكنولوجية في العصر الحديث، ألا وهو انتشار تكنولوجيا الحوسبة على نطاق واسع في الأسواق. إن اتباع ذلك بالفصل التالي يمثل تحديًا.

للعثور على عوالم جديدة، تعتمد الشركة جزئيًا على فريق من العلماء في طليعة جوانب الحوسبة التي يمكن أن تصبح سائدة في يوم من الأيام.

أيضًا: يمكن للحوسبة العصبية أن تحل الأزمة التي تلوح في الأفق في صناعة التكنولوجيا

وقال ريتش أوليج، زميل كبير ونائب رئيس ومدير مختبرات إنتل، في مقابلة بالفيديو مع ZDNet: "نريد اختيار الأشياء التي يمكننا توسيع نطاقها لتتناسب مع الكوكب". المختبرات هي وحدة البحث التي تقوم بالبحث العلمي الأساسي في موضوعات مثل الاحصاء الكمية.

تخدم شركة Labs شركة Intel، وهي شركة مبدعة في بناء الأشياء لتوسيع نطاقها إلى مئات الملايين من الوحدات.

وقال أوليج: "ما نقوم به في المختبرات هو اختيار المشاريع التي لن تكون ذات أهمية لمجموعة صغيرة من الأفراد فقط".

وقال عن براعة إنتل في التصنيع: "إننا نتوسع إلى المليارات بمرور الوقت، ونريد التركيز على المشكلات التي لها معنى على هذا النطاق".

تحدث Uhlig إلى ZDNet قبل يوم المختبرات، وهو حدث افتراضي عقد يوم الخميس والذي قدم ذروة في بعض المساعي البحثية الرئيسية التي يعمل عليها Uhlig وفريقه. وكانت هذه هي المرة الأولى منذ سبع سنوات التي تقوم فيها الشركة بمثل هذه الجولة في المختبرات.

بدأت كلمة Uhlig الرئيسية اليوم بالتركيز على موضوع تطوير الحوسبة من حيث الحجم. "السعي وراء 1000x: الأبحاث الثورية للعقد القادم من الحوسبة،" كان عنوان المحاضرة.

أظهر اليوم التقدم في مجالات متعددة.

في الحوسبة الكمومية، قال جيمس كلارك، رئيس قسم الأجهزة الكمومية في المختبر، تحدثت عن توسيع نطاق البتات الكمومية، بالإضافة إلى استخدام ما يسمى "cryo-CMOS"، والذي يهدف إلى تبسيط الترابطات المعقدة المستخدمة في الأنظمة الكمومية اليوم.

تم استكمال حديث كلارك بعرض تقديمي من آن، رئيسة التطبيقات الكمومية في المختبر ماتسورا، حول "المجموعة الكاملة" من الأجهزة والبرامج التي ستكون مطلوبة لتشغيل الكم الفعلي أعباء العمل.

أيضًا: تشرح شركة إنتل أن Horse Ridge II يساعد في التغلب على عقبة الحوسبة الكمومية

يلعب موضوع المقياس دورًا كبيرًا في العمل الكمي. وأشار أوليج، على وجه الخصوص، إلى أن التوسع الكمي يمثل تحديًا كبيرًا للجميع في الصناعة.

وقال: "لحل المشاكل العملية في مجال الكم، تحتاج إلى الوصول إلى ملايين الكيوبتات في مرحلة ما". إن أنظمة اليوم من IBM، وHoneywell، وGoogle وغيرها، والمعروفة باسم الآلات الكمومية الصاخبة متوسطة الحجم، أو NISQ، لا تحتوي إلا على حفنة قليلة، على الأكثر، من الكيوبتات.

"إذا لم تكن لديك التقنيات اللازمة للوصول إلى المستوى المطلوب، ونعني ملايين [الكيوبتات]، فلن تتمكن حقًا من حل المشكلات العملية."

وكمثال واحد فقط على الحجم الكمي، يعد تصحيح الأخطاء مشكلة شائكة ركزت عليها شركة إنتل.

يقول أوليج: "نحن قادرون على أخذ رقائق من البتات الكمومية المغزلية واختبارها عند درجة حرارة منخفضة". "هذا أمر بالغ الأهمية من أجل تحقيق تقدم سريع في هذا المجال لأنه قد يستغرق أيامًا لخفض درجة حرارة الثلاجة المخففة،" مما يؤدي إلى إبطاء دورة تصحيح الأخطاء بأكملها.

"من خلال القدرة على اختبار جميع الأجهزة في دورة واحدة لإيصال الثلاجة إلى المكان الذي يجب أن تكون فيه، يمكنك تحقيق تقدم أسرع بكثير."

أيضًا: ما هي الهندسة العصبية، ولماذا أثارت ثورة تمثيلية؟

عرضت جلسة مع جيمس جاوسي، رئيس قسم الجهد البصري PHY بالشركة، التطورات الجديدة في استخدام الألياف الضوئية كإشارة بين الرقائق. وأشار أوليج إلى أن هذا العمل ظل قيد التطوير في المختبرات لأكثر من عقد من الزمن. ومع ذلك، فهي تنتقل الآن من الأجزاء المنفصلة، ​​مثل أجهزة الإرسال والاستقبال، إلى حزمة الشريحة ذاتها.

وأوضح: "إننا نقدم بعض التقنيات الجديدة مثل أدوات تعديل الحلقات الدقيقة، والليزر المدمج، ومكبرات الصوت الضوئية التي يمكننا دمجها مباشرة في الحزمة الحسابية". ويهدف هذا الجهد إلى الحد بشكل كبير من الطلب على الطاقة للبتات المتحركة عبر الأسلاك النحاسية، وهو اتجاه واسع في صناعة الحوسبة اليوم.

برمجة الآلة، التي قدمها الباحث جوستين جوتشليك، هي جهد آخر مستمر منذ بعض الوقت، ويهدف إلى تحقيق اختراقات في برمجة الكمبيوتر التقليدية. قدم جوتشليك تحديثًا عن التقدم المحرز في طرق برمجة أجهزة الكمبيوتر باستخدام النية، مع ترميز أقل وضوحًا.

لقد كانت الحوسبة العصبية، حيث تحاكي الدوائر نشاط نقاط الاشتباك العصبي في الدماغ، محور اهتمام شركة Intel لسنوات، حيث قامت الشركة بتطوير أنظمة الكمبيوتر الخاصة بها والتي تعمل بالذكاء الاصطناعي، والتي تسمى Loihi. رئيس قسم التشريح العصبي، مايك ديفيز، أعطى تحديثا عن التقدم، بما في ذلك الحديث عن الاختبار القياسي للنماذج العصبية.

أيضًا: إنتل وشركاؤها يحققون خطوات جديدة في تطوير شرائح الحوسبة العصبية Loihi

وقال أوليج لـ ZDNet: "في الآونة الأخيرة، نقوم ببناء تكوينات أكبر من أي وقت مضى تجمع العديد من Loihi في مجموعات كبيرة". يشمل هذا العمل مجتمع البحث خارج شركة Intel والذي تم منحه أجهزة وبرامج Loihi للعمل معها. وقال "إننا ندخل مرحلة ننتقل فيها إلى ما هو أبعد من البحث إلى استكشاف المنتجات والتطبيقات المستقبلية".

ومرة أخرى، ينصب التركيز في مجال الأشكال العصبية، كما هو الحال مع الضوئيات، على استخدام الطاقة: فالدماغ أكثر كفاءة في العالم البيولوجي من جهاز كمبيوتر تقليدي يشغل جهازًا. تعلم عميق تجربة. وقال أوليج، في إشارة إلى شكل صغير من الببغاء: "إذا نظرت إلى دماغ طائر الكوكاتيل، فهو يبلغ بضعة جرامات، ومن المدهش ما يمكن أن يفعله طائر الكوكاتيل في التنقل في البيئات المعقدة".

"هناك شيء غامض تقريبًا نريد الوصول إليه لبناء القدرات الأساسية في أنظمة الحوسبة."

وهناك مجال آخر يشمل الحوسبة الموحدة، حيث يمكن استخدام البيانات حتى عندما تكون مخفية خلف جدار الحماية. والفكرة هي أن البيانات الحساسة، مثل البيانات الطبية، يمكن أن تظل مجهولة المصدر، بينما يتم استخدامها أيضًا للتحليل. ألقى كل من روزاريو كاماروتا وجيسون مارتن من المختبرات، وهما مهندسان رئيسيان، محاضرة حول ما يسمى بالتعلم الموحد الموثوق. كمساعد، ناقشوا أيضًا تقنية التشفير المتماثل.

جميع العروض اليوم مفصلة على موقع إنتل.

تعود كل مجالات الاستكشاف هذه بطريقة ما إلى تركيز إنتل على كونها "شركة بيانات"، على حد تعبير الشركة، ولكنها تعود أيضًا إلى القيمة الأساسية لشركة إنتل كشركة حوسبة.

"سواء كان الأمر يتعلق بحركة البيانات، في حالة ضوئيات السيليكون، أو طرق جديدة لإجراء العمليات الحسابية [مثل الكم]، في مجتمعنا قال: "في الأساس، نحن شركة حوسبة، ونريد أن نكون متواجدين مع التكنولوجيا إذا كانت هناك طريقة جديدة ناشئة للقيام بالأشياء". أوليج.

"نعتقد أن كلا من الشكل العصبي والكم يتحدثان عن ذلك."

الجانب الآخر من المشاريع هو إيجاد طرق لجعل الحوسبة أكثر شمولاً. قال أوليج، إن برمجة الآلة، على سبيل المثال، تتناسب مع عقلية جديدة حول توسيع نطاق برمجة الكمبيوتر لتشمل الأشخاص الذين ليسوا مبرمجين من حيث المهنة أو المهنة.

"اليوم، هناك مجموعة صغيرة من الأشخاص الذين يقومون ببرمجة الأنظمة،" لاحظ أوليج.

وقال: "إن برمجة الآلة تدور حول تحرير الناس حتى يتمكنوا من التعبير عن نواياهم". "نريد أن نجعل الأمر بحيث إذا كنت خبيرًا في مجال ما، وإذا كنت تعرف ما تريد الحصول عليه من البيانات، يصبح القيام بذلك أسهل بكثير."

وفي الوقت نفسه الذي تسعى فيه إنتل نفسها إلى أسواق ذات حجم محتمل، كانت الشركة تاريخياً قادرة على الجمع بين الشراكات وتطوير الأنظمة البيئية. وكانت المختبرات جزءًا من ذلك. تعد تقنية Thunderbolt المستخدمة للاتصالات عالية السرعة على أجهزة الكمبيوتر المحمولة مجرد مثال واحد: فقد تم تطويرها داخل المختبرات ثم تم تسويقها من خلال العمل مع شركة Apple.

والمثال الأكثر عمقًا هو كيفية قيام شركة Intel بالترويج لشبكات Wi-Fi اللاسلكية قبل عقدين من الزمن. قد لا تكون شبكة Wi-Fi منتشرة في كل مكان اليوم لولا الجهود التي تبذلها شركة Intel للترويج لها كمعيار صناعي متاح بشكل عام.

ثم هناك الشراكة التاريخية مع مايكروسوفت، الثنائي الديناميكي الذي جعل الحوسبة الشخصية ممكنة. وقال أوليغ، إنه مع كل العمل الذي تقوم به المختبرات، تواصل إنتل البحث عن تحالفات يمكنها العثور عليها.

وقال: "يمكنك رؤية هذه الأنماط في الطريقة التي نجري بها أبحاثنا، فنحن لا نحتفظ بالتكنولوجيا لأنفسنا". "تدرك إنتل أهمية تطوير الأنظمة البيئية." 

وقال إن الشركة "في رحلة" مع المكاتب الحكومية، مثل وزارة الطاقة، في مجال الحوسبة الكمومية. في حالة الحوسبة العصبية، ناقشت شركة Accenture Labs، الشريكة، تطبيقات الحوسبة العصبية خلال الجلسات.

وتساعد إنتل أيضًا في رعاية الأبحاث الأكاديمية خارج نطاق عمل المختبرات.

وأشار أوليج: "لدينا برامج واسعة النطاق لتمويل الأبحاث الأكاديمية في جميع أنحاء العالم". وقال "إننا نقوم باستمرار بتجديد تلك الاستثمارات". في بعض الحالات، تكون المنح البحثية مباشرة، لكن في مجالات أخرى، ستقوم إنتل بإنشاء مركز وإرسال باحثيها إلى إحدى الجامعات للعمل في الموقع.

"إن كبار الباحثين في مجال معين هم في كثير من الأحيان يخترعون المستقبل، وإذا كنا نجلس بجوارهم أثناء قيامهم بذلك، والنشر معهم، فهذا يمنحنا حقًا ميزة في مجالات مختلفة.

تعد Intel أيضًا واحدة من أكبر المساهمين في برمجيات مفتوحة المصدر تطوير. وقال أوليج: "نحن نعلم أنها خطوة استراتيجية لأنها تحفز استخدامات وتطبيقات جديدة". كما أنه يعمل على إبقاء الشركة على اتصال بما يريد الناس القيام به.

في نهاية المطاف، كونك موهوبًا لا يعني الكثير إذا لم يكن المرء يرد الجميل. هذا الخيط يكمن وراء بعض الأعمال الأكثر عمقًا التي قامت بها المختبرات.

على سبيل المثال، أدت سنوات من البحث، في مساعدة العالم الراحل ستيفن هوكينج على التواصل على الرغم من الإعاقة، إلى تقدم في تكنولوجيات الحوسبة المساعدة، كمثال واحد فقط.

وقال أوليج إن فكرة تقديم الخدمة هي التي تحدد عمل المختبرات وعلاقتها بأعمال إنتل.

قال أوليج: "طالما أنك تتقدم عبر الأجيال، وإذا كنت تقدم دائمًا المزيد من القيمة، فستكون دائمًا ذا صلة". "عليك تقديم القيمة مع مرور الوقت، وبشكل متسق، هذه هي عقليتنا حقًا."