خرید ۲.۳ میلیارد دلاری استارتاپ کلاسیک توسط اینتل؛ خیز غول تراشه‌سازی برای کنترل نرم‌افزار کوانتومی

گلوگاه اصلی محاسبات کوانتومی هرگز صرفاً تولید کیوبیت‌های فیزیکی نبوده، بلکه معضل واقعی، نوشتن دستورالعمل برای آن‌ها بدون نیاز به مدرک دکترای فیزیک کوانتوم است. اینتل اکنون با خرید ۲.۳ میلیارد دلاری شرکت نرم‌افزاری اسرائیلی «کلاسیک» (Classiq)، تلاش می‌کند این مانع بزرگ را دور بزند.[4][5]

این سازنده تراشه مستقر در سانتا کلارا، توافق مذکور را روز دوشنبه اعلام کرد؛ رخدادی که یکی از بزرگ‌ترین معاملات تملک نرم‌افزاری در حوزه کوانتوم تا به امروز به شمار می‌رود. هدف این معامله، ترکیب سخت‌افزار کیوبیت اسپینی مبتنی بر سیلیکون اینتل با پلتفرم طراحی خودکار مدارهای کلاسیک است.[2][3]

تا همین امروز، برنامه‌نویسی برای رایانه‌های کوانتومی تا حد زیادی یادآور دوران کارت‌های پانچ در عصر آغازین رایانه‌های کلاسیک بوده است. مهندسان ناچار بوده‌اند تک‌تک گیت‌های کوانتومی را به‌صورت دستی در مدار بچینند؛ فرایندی که با گذر تعداد کیوبیت‌ها از چند ده عدد، به‌شکلی تصاعدی پیچیده و غیرعملی می‌شود.[1][3]

پلتفرم کلاسیک، این پیچیدگی‌های فیزیکی را به لایه‌های زیرین می‌برد و پنهان (تجرید) می‌کند. برنامه‌نویسان به‌جای جای‌گذاری مستقیم گیت‌ها، مدل‌های تابعی سطح بالا می‌نویسند و نرم‌افزار به‌شکل خودکار مداری بهینه تولید می‌کند که با محدودیت‌های فنی سخت‌افزار مقصد همخوانی دارد. این خودکارسازی، زمان لازم برای توسعه الگوریتم‌های پیچیده را به‌شدت کاهش می‌دهد.[1][4]

اینتل در بیانیه ویژه سرمایه‌گذاران خود مدعی شد: «ما در حال گذر از عصر زبان اسمبلی کوانتومی به دوران مهندسی نرم‌افزار کوانتومی هستیم.» این شرکت ادعا می‌کند که این ادغام، پلتفرمی تمام‌عیار (فول‌استک) پدید می‌آورد که آماده پذیرش و استفاده در سازمان‌های بزرگ تجاری است.[2]

استراتژی پلتفرم یکپارچه (فول‌استک)

با این حال، فاصله میان ادعاهای بازاریابی و یک رایانه کوانتومی با توجیه تجاری هنوز بسیار زیاد است. اینتل از لحاظ تاریخی از رقبایی همچون آی‌بی‌ام (IBM) که در سال ۲۰۲۳ پردازنده‌ای با ۱,۱۲۱ کیوبیت عرضه کرد، عقب مانده و مسیر دیگری را برگزیده است: تمرکز بر کیوبیت‌های اسپینی سیلیکونی که ابعاد آن‌ها حدود ۵۰ نانومتر است.[3]

اینتل با جذب کلاسیک، شرط‌بندی کرده که برنده مسابقه کوانتومی لزوماً دارنده بیشترین تعداد کیوبیت‌ها نخواهد بود، بلکه شرکتی پیروز می‌شود که در دسترس‌ترین و ساده‌ترین محیط توسعه نرم‌افزار را بسازد. برچسب قیمت ۲.۳ میلیارد دلاری این قرارداد نیز ارزش فوق‌العاده‌ای را بازتاب می‌دهد که غول‌ها برای این سهولت دسترسی قائلند.[4][5]

استارتاپ کلاسیک که در سال ۲۰۲۰ تأسیس شد، پیش از این ۶۳ میلیون دلار سرمایه را در سه دور جذب مالی از سرمایه‌گذارانی نظیر Hewlett Packard Pathfinder و Samsung NEXT تأمین کرده بود. این شرکت هم‌اکنون حدود ۷۰ مهندس کوانتوم و توسعه‌دهنده نرم‌افزار را در استخدام دارد و پلتفرمش به ابزاری متداول در پژوهش‌های دانشگاهی و شرکتی تبدیل شده است.[4][5]

این تملک خروجی مالی چشمگیری برای این شرکت تل‌آویوی است و شتاب ادغام‌ها و یکپارچه‌سازی‌ها در صنعت کوانتوم را نمایان می‌کند. با نزدیک شدن سخت‌افزارها به مراحل عملیاتی‌تر، شرکت‌های بزرگ فناوری به شکلی تهاجمی در پی خرید لایه‌های نرم‌افزاری هستند تا بتوانند آن غول‌های فیزیکی را واقعاً قابل استفاده کنند.[3][5]

رویکرد اینتل شبیه پشته‌های رایانش سنتی است؛ جایی که کامپایلرهای سطح بالا کدهای قابل‌فهم برای انسان را به دستورالعمل‌های ماشین تبدیل می‌کنند. پلتفرم کلاسیک در واقع نقش همان کامپایلر را ایفا می‌کند و الگوریتم‌ها را طوری برای پردازنده‌های پر سر و صدا و مستعد خطای کوانتومی بهینه‌سازی می‌کند که برنامه‌نویس نیازی به درک نقص‌های فیزیکی دستگاه نداشته باشد.[1][2]

تجرید فیزیک کوانتومی و لایه نرم‌افزار

پیش‌بینی می‌شود ادغام نرم‌افزار کلاسیک با کیت توسعه سخت‌افزار اینتل، زمان‌بندی رسیدن به کاربردهای عملی کوانتومی را تسریع کند. اینتل اعلام کرده که پشتیبانی کلاسیک از سخت‌افزارهای رقیب را حفظ خواهد کرد، هرچند طبیعی است که عمیق‌ترین بهینه‌سازی‌ها به پای تراشه‌های سیلیکونی خود اینتل ریخته شود.[1][3]

سخنگوی اینتل در اتاق خبر شرکتی اعلام کرد: «این معامله چشم‌انداز ما برای عرضه رایانش کوانتومی مقیاس‌پذیر به جهان را تسریع می‌کند.» این شرکت تأکید دارد که تجرید و پنهان‌سازی نرم‌افزاری تنها راهکار برای مدیریت سیستم‌هایی با هزاران یا میلیون‌ها کیوبیت در آینده است.[1]

اما فراتر از این ادبیات تبلیغاتی پرشور، رایانش کوانتومی خطاپذیر (Fault-Tolerant) دست‌کم سال‌ها و شاید دهه‌ها تا تحقق واقعی فاصله دارد. سامانه‌های کنونی در عصر کوانتومی با مقیاس متوسط و پر از نویز (NISQ) به سر می‌برند؛ جایی که نرخ بالای خطا، عمق و پیچیدگی محاسبات قابل‌اطمینان را به‌شدت محدود می‌کند.[3]

نرم‌افزار کلاسیک با ایجاد مدارهایی که به عملیات کمتری نیاز دارند، این محدودیت‌های سخت‌افزاری را تا حدی تسکین می‌دهد و احتمال بروز خطا را می‌کاهد. چنین بهینه‌سازی دقیقی برای بهره‌برداری از پردازنده‌های شکننده امروزی پیش از اینکه همدوسی خود را از دست بدهند، حیاتی است.[1][4]

ارزش‌گذاری ۲.۳ میلیارد دلاری رکوردی تاریخی برای بخش نرم‌افزار کوانتومی به شمار می‌رود و جهش چشمگیری نسبت به ارزیابی ۲۵۰ میلیون دلاری کلاسیک در سال ۲۰۲۲ محسوب می‌شود. تکمیل این قرارداد مشروط به اخذ تأییدیه‌های معمول نهادهای رگولاتوری است و انتظار می‌رود تا مارس ۲۰۲۷ نهایی شود.[4][5]

گلوگاه تجاری‌سازی در سازمان‌ها

برای مشتریان سازمانی، این معامله حامل پیامی روشن است: رایانش کوانتومی به‌آرامی در حال خروج از آزمایشگاه‌های فیزیک تجربی و ورود به قلمرو مهندسی نرم‌افزار است. شرکت‌هایی که در پی الگوریتم‌های کوانتومی برای کشف دارو یا حل مسائل پیچیده لجستیک هستند، به ابزارهایی نیاز دارند که با جریان‌های کاری کنونی‌شان سازگار باشد.[2][3]

راهبرد اینتل متکی بر به‌کارگیری زیرساخت‌های عظیم ساخت نیمه‌رساناست تا کیوبیت‌های اسپینی سیلیکونی را در مقیاس انبوه به تولید برساند. در صورت موفقیت، هم‌افزایی سخت‌افزار تولید انبوه با سنتز خودکار نرم‌افزار می‌تواند دسترسی به منابع کوانتومی را برای برنامه‌نویسان غیرمتخصص دموکراتیزه کند.[1][2]

با وجود این، صنعت کوانتوم سابقه‌ای طولانی در دادن وعده‌های اغراق‌آمیز درباره زمان‌بندی پیشرفت‌ها دارد. هرچند پلتفرم کلاسیک طراحی مدارهای کوانتومی را تسهیل می‌کند، اما چالش‌های بنیادین فیزیک مانند حفظ همدوسی کیوبیت‌ها و تصحیح خطا را که گریبان‌گیر همه سازندگان است، حل نمی‌کند.[3]

آزمون راستین این سرمایه‌گذاری هنگفت آن است که آیا اینتل می‌تواند پلتفرمی کارآمد و یکپارچه تحویل دهد که در وظایف مشخص با ارزش تجاری، از ابررایانه‌های کلاسیک پیشی بگیرد یا خیر. تا زمانی که به این نقطه عطف موسوم به «برتری کوانتومی» نرسیم، بخش اعظم این فناوری هنوز در قالب یک فرضیه هیجان‌انگیز باقی می‌ماند.[2][3]

با پیشرفت مراحل بسته شدن قرارداد، دنیای فناوری نظاره‌گر روند ماجرا خواهد بود. قمار ۲.۳ میلیارد دلاری اینتل نشان می‌دهد که فاز بعدی رقابت کوانتومی نه صرفاً درون آزمایشگاه‌های برودتی کرایوژنیک، بلکه در محیط‌های یکپارچه توسعه نرم‌افزار رقم خواهد خورد.[4][5]