باحثون ألمان يختبرون دمج الحوسبة الكمومية مع التعلم الآلي لاكتشاف الأعطال المخفية في الشبكة الكهربائية

يختبر الباحثون الألمان ما إذا كانت الحواسيب الكمومية يمكن أن تساعد في اكتشاف الأعطال المخفية في البيانات الموجودة في الشبكة الكهربائية ومراكز البيانات، وقد أطلقوا مشروعًا يجمع بين الحوسبة الكمومية والتعلم الآلي والحواسيب الفائقة التقليدية. يحمل المشروع اسم QUANDA (الكشف عن الشذوذ الكمومي والتحليل)، وقد حصل على شهادة تمويل من وزارة البحث والتكنولوجيا والفضاء الفيدرالية الألمانية في 9 نوفمبر خلال يوم التكنولوجيا الرقمية، بقيادة معهد ديغندورف للتكنولوجيا (DIT).

تشمل المشاركين معهد DIT للبحوث في التقنيات المستقبلية، الذي يقود ائتلافًا يضم أيضًا جامعة هانوفر ليبنيز، وجمعية معالجة البيانات في غوتينغن GWDG، وشركة QUDORA للأجهزة الكمومية، ومختبر الطاقة المستقبلية في وونزيدل، وZENOB. تلتزم هذه المؤسسات معًا بإنشاء مسار يجمع بين الحواسيب الكمومية والذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء، بهدف جعل الحوسبة الكمومية قابلة للاستخدام في الصناعة، وتعزيز السيادة التكنولوجية في ألمانيا وأوروبا.

تطبيقات التعلم الآلي الكمومي

يتمحور المشروع حول التعلم الآلي الكمومي، وهي طريقة تجمع بين التعلم الآلي والحوسبة الكمومية. سيستخدم الفريق ثلاثة تطبيقات عملية من قطاع الطاقة لاختبار كيفية تمكن الأساليب المختلطة من تحديد الأنماط والانحرافات غير العادية في مجموعات البيانات المعقدة. هذه مهمة كشف الشذوذ ضرورية لتشغيل موثوق لمرافق الطاقة والشبكات الكهربائية ومراكز البيانات. تتمثل مهمة DIT في دمج هذه الأساليب في إعدادات الحوسبة عالية الأداء المختلطة، بما في ذلك المعالجة الفعالة للبيانات المعقدة على الحواسيب الكمومية، وتقسيم الدوائر الكمومية الكبيرة إلى أجزاء أصغر، وهي تقنية تُعرف باسم تقسيم الدوائر، لتجاوز قيود الأجهزة الكمومية الحالية.

دمج بنية البرمجيات مفتوحة المصدر

سيتم دمج هذه الأساليب في بنية برمجيات مشتركة، وسيتم تقييم أدائها واستخدامها العملي. سيتم نشر النتائج النهائية من خلال برمجيات FullStaQD مفتوحة المصدر، حيث يأمل المشروع في تقليل الاعتماد على الحلول المملوكة الخارجية من خارج أوروبا. يُعتبر QUANDA مشروعًا تابعًا لـ FullStaQD، وهو برنامج رائد على مستوى البلاد يهدف إلى إنشاء بنية برمجيات مفتوحة ومودولارية لتسهيل الوصول إلى الحواسيب الكمومية ودمجها في البيئات الحاسوبية الحالية. يضيف QUANDA مكونات برمجية جديدة وتطبيقات صناعية إلى هذا البرنامج، ويدعم أجندة التكنولوجيا العالية في ألمانيا، بهدف تطوير حواسيب كمومية أوروبية رائدة عالميًا وخطة عمل تكنولوجيا الكم الفيدرالية بحلول عام 2030.

يتم تمويل المشروع من خلال برنامج QC Next التكنولوجي.

قال رئيس DIT، فالديمار بيرغ، إن QUANDA يعزز مكانة المعهد كمركز للبحث في التكنولوجيا الرقمية، ويساهم في تعزيز تنافسية ألمانيا. وأشارت مديرة معهد التقنيات المستقبلية، هيلينا ليبيلت، إلى أن الهدف هو دراسة إمكانيات وحدود الحوسبة الكمومية بشكل منهجي من خلال التطبيقات العملية. وأوضح نائب رئيس DIT، وولفغانغ دورنا، أن المشروع يُظهر ما يمكن تحقيقه من خلال التعاون بين الجامعات والشركات. لا يزال المشروع في مراحله المبكرة، ولم يتم الكشف بعد عن حجم التمويل أو الجدول الزمني أو نتائج الاختبارات، لذا لا يزال من الضروري التحقق من إمكانياته في حالات الطاقة العملية.

كيف تدفع الحوسبة الكمومية الابتكار في قطاع الطاقة

يظهر مشروع QUANDA التطبيقات المحتملة للحوسبة الكمومية في قطاع الطاقة، خاصة في مجال اكتشاف الأعطال. من خلال دمج التعلم الآلي الكمومي مع تقنيات الحوسبة التقليدية، لا يمكن للمشروع فقط تحسين دقة تحديد الأعطال، بل يعزز أيضًا الابتكار الذاتي لألمانيا في مجال تكنولوجيا الكم. مع تزايد الاهتمام بالسيادة التكنولوجية، ستساعد مثل هذه الأبحاث في تقليل الاعتماد على التقنيات الخارجية، وتعزيز تطوير التقنيات المحلية، مما له أهمية كبيرة في تعزيز التنافسية الدولية.