آی.بی.ام قدرتمندترین رایانه کوانتومی را ساخت

شرکت آی.بی.ام(IBM) به تازگی به قدرتمندترین سیستم محاسبات کوانتومی دست یافته است.

به گزارش ایسنا و به نقل از آی ای، امروز نقطه عطف مهمی در جهان نوظهور محاسبات کوانتومی است، چرا که شرکت فناوری IBM یک شاهکار تاریخی استقرار حجم کوانتومی ۶۴ را در یک سیستم ۲۷ کیوبیتی انجام داده است که برای اولین بار در یک رایانه کوانتومی ابررسانای جهانی انجام می شود و آن را تبدیل به قدرتمندترین سیستم در دسترس کاربران می کند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

حجم کوانتومی بالاتر در نهایت، ظرفیت یک سیستم کوانتومی را افزایش می‌دهد. با استفاده از حجم کوانتومی بالاتر، محققان می‌توانند از محاسبات کوانتومی برای مقابله با مشکلات در دنیای واقعی در طیف متنوعی از صنایع استفاده کنند و این تازه ابتدای راه است.

حجم کوانتومی معیاری است که عملکرد، قابلیت ها و نرخ خطای یک رایانه کوانتومی را اندازه گیری می کند.

طی این سال ها شرکت IBM قدم های بزرگی را در حوزه محاسبات کوانتومی برداشته است. هدف نهایی شرکت این است که آنها می خواهند پیشرفته ترین سیستم های کوانتومی جهان را ایجاد کنند. 

در چهار سال گذشته این شرکت ۲۸ رایانه کوانتومی ساخته است که هشت مورد از آنها همین امسال ساخته شده‌اند. سیستم توسعه یافته امروز در شبکه "IBM Q" و در نسخه‌های آینده و بهبود یافته سرویس‌های نرم افزاری "IBM Cloud" و همچنین در کیت توسعه نرم افزار منبع باز "Qiskit" در دسترس خواهد بود.

شبکه "IBM Q" اجتماعی از شرکت ها، مؤسسات دانشگاهی، استارتاپ ها و آزمایشگاه های تحقیقاتی ملی است که با IBM برای پیشرفت محاسبات کوانتومی همکاری می کنند. این شبکه در حال حاضر دارای ۱۱۵ مشتری، گروه های دولتی، استارتاپ ها، شرکای عمومی و اعضای دانشگاهی است که بیش از ۲۵۰ هزار کاربر دارد.

حجم کوانتومی معیاری برای اندازه گیری پتانسیل، قابلیت‌ها و میزان خطای یک رایانه کوانتومی است. همانطور که قبلاً نیز اشاره شد، حجم کوانتومی بالاتر به گسترش اکتشاف راه حلها در دنیای واقعی در دانشگاه‌ها و صنایع مختلف کمک می‌کند. 

محاسبات کوانتومی پتانسیل هیجان انگیزی دارند، اما برای تبدیل شدن کامل به ابزاری مناسب برای تحقیق، باید به "برتری کوانتومی" دست یافت. این نقطه ای است که در آن می توان وظایف پردازش اطلاعات را بر روی یک رایانه کوانتومی نسبت به یک رایانه کلاسیک به شکل کارآمدتر یا مقرون به صرفه تر انجام داد. حجم کوانتومی بالاتر یک قدم ما را به برتری کوانتومی نزدیکتر می کند.

شرکت IBM امروز با استفاده از مجموعه جدیدی از نرم افزارها و تکنیک های سخت افزاری برای بهبود عملکرد کلی، به این موفقیت تاریخی رسیده است. این پیشرفت ها مبتنی بر دانش قبلی و گسترده در مورد سخت افزارهای کوانتومی است. همانطور که توسط تیم "IBM Q" ذکر شده است، این روش های سخت افزاری قابل توسعه هستند و هر مدار کوانتومی را که روی هر سیستم کوانتومی IBM اجرا می شود، بهبود می بخشند و به پیشرفت آزمایش ها و برنامه های کاربردی منجر می شوند که کاربران می توانند با آن به اکتشاف بپردازند.

شرکت IBM اگر با این سرعت شگرف به حرکت خود ادامه دهد، خیلی زود می تواند به هدف خود در رسیدن به برتری کوانتومی برسد.

"جی گامبتا" عضو هیئت مدیره IBM و معاونت بخش "IBM Quantum" گفت: ما همیشه در حال یافتن راه های جدید برای شکستن مرزهای سیستم های خود هستیم تا بتوانیم مدارهای کوانتومی بزرگتر، پیچیده‌تر و سریع‌تر ایجاد کنیم و به برتری کوانتومی برسیم. رویکرد حامیانه و تمام قوای IBM راهی منحصر به فرد برای توسعه برنامه‌های سخت افزاری، الگوریتم‌ها و مدارهای کوانتومی ایجاد می‌کند که همگی در گسترده‌ترین و قدرتمندترین ناوگان سخت افزار کوانتومی در صنعت اجرا می‌شوند.

محاسبات کوانتومی مبتنی بر همان قواعدی است که بر چگونگی دستکاری اطلاعات توسط اتم‌ها حاکم است. شبیه به روشی که رایانه‌های ما در خانه از مدارهای منطقی استفاده می‌کنند، رایانه های کوانتومی نیز از مدارهای کوانتومی استفاده می‌کنند. این اجازه می‌دهد تا سیستم‌های کوانتومی جدید آن دسته از محاسبات ریاضی را انجام دهند که حتی برخی از پیشرفته‌ترین ابررایانه های کنونی ما قادر به انجام آن نیستند.

انتهای پیام

منبع: ایسنا

کلیدواژه: کوانتوم شرکت آ ی بی ام یک رایانه کوانتومی محاسبات کوانتومی برتری کوانتومی

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۲۹۰۴۷۶۸۲ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

اجرای پروژه هوشمندسازی در شرکت فولاد مبارکه

پروژه هوشمندسازی موتورخانه‌های حرارت مرکزی شرکت فولاد مبارکه با تشکیل یک کارگروه در راستای مدیریت و صرفه‌جویی در حوزه مصرف انرژی با موفقیت انجام شد. - اخبار بازار -

در پی کسب این موفقیت، خبرنگار فولاد درباره اهمیت و نتایج اجرای این پروژه با برخی از مدیران و دست‌اندرکاران پروژه گفت‌وگو کرده است که ماحصل آن را در ادامه مطلب می‌خوانید.

درباره اهمیت اجرای این پروژه و اهداف و هزینه‌های آن توضیح دهید.

امیر گودرزی ، مدیر سیستم‌ها و فناوری اطلاعات :

یکی از موضوعات محوری در پروژه‌های تحول دیجیتال در کارخانه‌های فولادسازی مدیریت انرژی و صرفه‌جویی در مصرف انرژی است. در همین راستا در سال 1400 نیاز واحد تعمیرات مرکزی به سیستمی جامع جهت کنترل و مانیتورینگ کلیه پمپ‌خانه‌ها و موتورخانه‌های حرارت مرکزی فولاد مبارکه برای نخستین بار مطرح شد. بدین ترتیب پروژه‌ای با هدف کنترل و مانیتورینگ حدود 85 موتورخانه و پمپ‌خانه با قابلیت راهبری از طریق یک اتاق کنترل مرکزی، در قالب پروژه‌های تحول دیجیتال تعریف شد.

ازجمله اهداف این پروژه می‌توان به این موارد اشاره کرد: قابلیت کنترل و مانیتورینگ مجموعه از یک اتاق کنترل مرکزی به‌منظور کنترل و اقدام مؤثر در کوتاه‌ترین زمان ممکن؛ قابلیت آرشیوینگ مقادیر آنالوگ و وضعیت‌های سایت در یک پایگاه داده به‌منظور سهولت در عیب‌یابی و بررسی‌های تخصصی؛ بهینه‌سازی و مدیریت مصرف منابع و انرژی (آب، برق و گاز) از طریق هوشمندسازی و پیاده‌سازی سناریوهای کنترلی؛ بهینه‌سازی منابع انسانی و عدم نیاز به حضور فیزیکی و بازرسی‌های مداوم.

با توجه به ابعاد وسیع پروژه از لحاظ هزینه و اجرا، تصمیم کمیته فنی بر آن شد که پروژه در چندین فاز تعریف و پیاده‌سازی شود؛ بنابراین پمپ‌خانه، موتورخانه و هواسازهای رختکن 15 E14- به‌عنوان پایلوت و فاز نخست پروژه انتخاب گردید.این پروژه با هزینه‌ای بالغ‌بر 120.000.000.000 ریال انجام‌شده که مشتمل بر تهیه و خرید کلیه تجهیزات مرتبط با هوشمندسازی موتورخانه‌ها و خدمات نرم‌افزاری اتصال تأسیسات با اتاق کنترل این پروژه است.

با اجرای این پروژه، شاهد هوشمندسازی موتورخانه‌های حرارت مرکزی هستیم. لطفاً در این باره توضیح دهید.

حسین طاهری، مدیر تعمیرات مرکزی:

پس از راه‌اندازی پروژه مذکور، با اندازه‌گیری‌های انجام‌شده از میزان مصرف انرژی قبل و بعد از استقرار، مشخص شد که به دلیل هوشمندسازی موتورخانه‌ها به میزان 20 درصد در مصرف گاز صرفه‌جویی شده که این عدد در صورت تکمیل فازهای آینده مربوط به کلیه موتورخانه‌ها منجر به صرفه‌جویی ریالی قابل‌توجهی خواهد شد. از طرف دیگر، با اجرای این پروژه، ضمن تغییرات عمده در فرایند اجرایی و استفاده از تجهیزات به‌روز به‌منظور کنترل موتورخانه‌ها، هواسازها و رختکن‌ها، روش‌های قبلی که عمدتاً مبتنی بر کنترل و اقدامات اپراتورهای مربوطه با حضور در محل موتورخانه‌ها، بررسی تجهیزات و اصلاحات موردنیاز بود (به‌عنوان مثال، کنترل آماده‌به‌کاری بویلرها و دمای آب در زمان تعویض شیفت) دیگر استفاده نمی‌شود و کلیه کنترل‌ها و اقدامات اصلاحی از طریق اتاق کنترل هوشمند موتورخانه‌های حرارت مرکزی به شرح ذیل انجام می‌گردد:

سیستم کنترلی موتورخانه

در موتورخانه قسمت‌های بویلر، منابع کویلی و منابع انبساط در فرایند کنترل اتوماتیک قرار می‌گیرد که سناریوی کنترل هریک از قسمت‌ها به شرح ذیل است:

سناریوی کنترل بویلرها

ست‌پوینت دمایی بویلرها توسط دو آیتم دمای محیط و ست‌پوینت واردشده از سوی کاربر برای مصارف گرمایی متنوع ایجاد می‌شود و کنترلر متناسب با فیدبک دریافتی از سایت، وضعیت بویلرها را کنترل می‌کند.

سناریوی کنترل منابع کویلی

منابع کویلی وظیفه تأمین آب گرم جهت مصارف بهداشتی و سیستم گرمایش هواسازها را بر عهده دارد. در این قسمت دمای مطلوب سیستم با توجه به شرایط محیطی، توسط اپراتور وارد شده و سیستم کنترلی بر مبنای این ست‌پوینت برای هریک از منابع، یک ست‌پوینت جداگانه ایجاد می‌کند. درصورتی‌که دمای منبع کویلی از ست‌پوینت پایین‌تر باشد، فرمان باز شدن برای ولو کنترلی آن ارسال می‌گردد و برعکس. به ازای باز شدن هر ولو کنترلی یکی از پمپ‌های منابع کویلی (جهت گردش آب) روشن خواهد شد.

سناریوی کنترل منابع انبساط

منابع انبساط وظیفه تأمین فشار در سیستم را بر عهده دارند. هریک از منابع انبساط دارای 3 عدد شیر پرکن، تخلیه و نیتروژن و همچنین 4 عدد لول‌سوییچ است که مجموعه تجهیزات فشار مناسب برای سیستم را فراهم می‌کند. نحوه عملکرد به این ترتیب است که درصورتی‌که سطح آب از سطح High پایین‌تر بیاید، شیر پرکن باز می‌شود تا آب منبع تأمین شود. درصورتی‌که فشار نیتروژن منبع از ست‌پوینت اعمال‌شده از سوی اپراتور کمتر و سطح آب بالاتر از سطح High باشد، شیر نیتروژن باز خواهد شد و در نهایت درصورتی‌که سطح آب منبع به High برسد شیر تخلیه باز خواهد شد.

درباره مزایای اجرای این سیستم بیشتر توضیح دهید.

محمد فشارکی، رئیس مرکز تعمیرات تأسیسات و لوله‌کشی صنعتی

از مزیت‌های این سیستم می‌توان به این موارد اشاره کرد: 1-کاهش هزینه تعمیرات و تردد نیروی انسانی؛2- جلوگیری از استهلاک زودهنگام تجهیزات؛ 3-امکان ثبت و گزارش‌گیری از سوابق تعمیراتی.

هدف غایی سیستم کنترلی پمپ‌خانه چه بوده است؟

در پمپ‌خانه هدف از پیاده‌سازی سیستم کنترل، اتوماتیک شدن آیتم‌های زیر است:

سه عدد پمپ این واحد متناسب با فشار خط اعمال‌شده از سوی اپراتور و با در نظر گرفتن کنترل زمان کارکرد، روشن خواهند شد. به‌منظور حفاظت از موتورها و قابلیت بهتر کنترل از درایو الکتریکی برای پمپ‌ها استفاده شده است.

ولو کنترلی ورودی (پرکن استخر) با ست‌پوینت ارتفاع مخزن که از طریق اپراتور تنظیم می‌شود به‌طور اتوماتیک کار می‌کند.

سناریوی حفاظت تجهیزات به این صورت است که در صورت بروز هرگونه نشتی آب و پر شدن چاهک پمپ‌خانه سنسور تشخیص رطوبت به کار می‌افتد و کلیه ولوهای کنترلی اعم از ورودی، خروجی را می‌بندد و کلیه پمپ‌ها را خاموش می‌کند. این شرایط تا زمان رفع مشکل ادامه دارد.

سیستم کنترلی هواسازها چگونه عمل می‌کند؟

در هواسازها سه‌ست پوینت دما، رطوبت و کیفیت هوای مطلوب توسط اپراتور تنظیم می‌شود و سیستم کنترل با استفاده از ست‌پوینت دما و کنترل باز و بسته شدن ولو کنترلی، دمای آسایش‌بخش را برای رختکن‌ها فراهم می‌کند. همچنین با کنترل عملکرد دمپر و متناسب با ست‌پوینت رطوبت و کیفیت هوا، در صورت نیاز هوای تازه به سیستم تزریق خواهد شد.

گفتنی است به‌منظور سهولت در تعمیرات و راهبری، علاوه بر سیستم اسکادای مستقر در اتاق کنترل، دو عدد تاچ‌پنل بر درب تابلوهای کنترل موتورخانه و پمپ‌خانه جهت مانیتورینگ سایت نصب شده است. با توجه به بررسی‌های صورت‌گرفته درخصوص نیازهای واحد، کنترلر زیمنس (سری BACnet) به‌عنوان سیستم کنترلی و نرم‌افزار IRISA-SCADA به‌عنوان سامانه جامع کنترل و مانیتورینگ معرفی گردید.

در اجرای این پروژه از چه مکانیسم و ابزارهایی استفاده شده است؟

مهدی اشرفی، رئیس تحول دیجیتال و تکنولوژی‌های عملیاتی:

معماری سیستم اسکادا شامل سرور، سوییچ‌دیتا سنتر و سوییچ‌های صنعتی است که در قالب یک تابلو سرور پیاده‌سازی شده و در اتاق سرور واقع در اتاق کنترل تأسیسات و تعمیرات مرکزی نصب گردیده است.

ارتباط سرور با کنترلرهای سایت از طریق بستر فیبر نوری بوده و کلاینت‌ها از طریق بستر شبکه با سرورها در ارتباط هستند. اطلاعات هریک از کنترلرها از طریق بستر شبکه جمع‌آوری و جهت پردازش، نمایش و آرشیوینگ به سیستم اسکادا منتقل می‌شود.

با توجه به تعداد سیگنال‌ها، سایت به قسمت‌های مختلفی تقسیم شده و برای هر قسمت کنترلر مجزا در نظر گرفته شده است. به‌اضافه اینکه کلیه کنترلرها از طریق شبکه با یکدیگر در ارتباط هستند و در نهایت کلیه اطلاعات از طریق بستر فیبر نوری به اتاق کنترل منتقل خواهد شد.

درباره فرایندهای بهبودو تجهیزات به‌کاررفته توضیح دهید.

حسین کریمیان، کارشناس تحول دیجیتال و مدیر پروژه:

با توجه به اینکه در نتیجه اجرای این پروژه در حدود 20 درصد صرفه‌جویی در مصرف گاز موتورخانه‌ها حاصل شد، فرایند بهبودها به شرح تغییرات زیر و با به‌کارگیری تجهیزات موردنیاز انجام ‌شده است. در این قسمت با وایرینگ سیگنال‌های سایت بر روی کنترلر مربوطه، علاوه بر کنترل تجهیزات، مقادیر سیگنال‌ها جهت پردازش و نمایش به اسکادا منتقل می‌شود. لیست سیگنال‌های این مجموعه به شرح  ذیل است:

 در بویلرها (موتورخانه):

- دما و فشار هدر رفت، دما و فشار هدر برگشت، دمای خروجی آب گرم هر بویلر، دمای اگزوز هر بویلر، دما، فشار و فلوی گاز طبیعی، دمای محیط، سیگنال Remote،Trip،Stage1 Running،Stage2 Running برای هر بویلر، فرمان بویلرها و منابع کویلی (موتورخانه)

-  دمای هریک از منابع کویلی، فرمان والو کنترلی هر یک از منابع کویلی، فیدبک ولو کنترلی هریک از منابع کویلی، دمای کلکتور رفت، دمای کلکتور برگشت، فشار آب سرد ورودی، سیگنال Remote،Run، Trip برای پمپ‌ها و فرمان پمپ‌ها.

در منابع انبساط (موتورخانه)

- فرمان بر روی سولونویید ولوهای پرکن، نیتروژن و تخلیه برای هر یک از منابع انبساط، لول سوییچ HighHigh،High،Low،LowLow برای هریک از منابع انبساط، فشار نیتروژن منابع، فشار هدر آب سرد و دمای کلکتور برگشت.

احسان عبدالله‌زاده، مدیر پروژه شرکت ایریسا:

لطفاً درباره  مشخصات فنی پروژه توضیح دهید.

گفتنی است در این پروژه از یکی از محصولات بومی ایریسا به‌عنوان اولین اسکادای بومی ایرانی استفاده شده است. از ویژگی‌های منحصربه‌فرد این ابزار می توان به موارد ذیل اشاره کرد:

ابزارهای IRISA-SCADA

Graphic Runtime (برای نمایش ماسک‌های گرافیکی و نمایش آنلاین مقادیر)؛ Runtime Explorer (برای نمایش آنلاین مقادیر در قالب جدول که ابزار مناسبی جهت عیب‌یابی است)؛ Events And Alarms(برای نمایش آلارم‌ها)؛ Trend Chart(برای نمایش نموداری مقادیر پیوسته (آنالوگ))؛ HIS (برای نمایش مقادیر آرشیوشده در قالب جدول)؛

Report Viewer (برای گزارش‌گیری از مقادیر)؛ IMM (برای محیط مهندسی به‌منظور اعمال هرگونه تغییر در سیستم موجود یا توسعه‌های بعدی)؛ Graphic Designer (برای اعمال هرگونه تغییرات در ماسک‌های موجود یا ایجاد ماسک جدید).

پمپ‌خانه

در قسمت کنترل پمپ‌خانه‌ها با دریافت سینگال‌های لازم بهینه‌سازی صورت می‌گیرد : سطح آب مخزن، فرمان ولوهای کنترلی ورودی و خروجی مخزن، فیدبک ولوهای کنترلی ورودی و خروجی مخزن، فشار هدر آب سرد، فشار خروجی هر یک پمپ‌ها، سوییچ فشار در خروجی هر یک از پمپ‌ها، سنسور تشخیص رطوبت، سیگنال Remote،Run، Trip برای پمپ‌ها، فرمان پمپ‌ها، سیگنال مصارف انرژی برای هریک از پمپ‌ها اعم از مصرف انرژی، توان و جریان، نمایش سیگنال‌هایی از قبیل ولتاژ و فرکانس برای هر یک از پمپ‌ها.

هواسازها

پارامتر های مهم در کنترل هواسازها  که در این سیستم به  کار  گرفته شده‌اند عبارت‌اند از :  دمای Supply Air؛ دمای Zone1؛ دمای Zone2؛ میزان رطوبت؛ کیفیت هوا؛ سیگنال Remote،Run، Trip برای پمپ‌ها؛ فرمان پمپ‌ها؛ سنسور ضد یخ‌زدگی؛ سیگنال Remote،Run، Trip برای فن؛ فرمان فن؛ سنسور اختلاف فشار فن؛ سنسور اختلاف فشار فیلتر؛ فرمان ولوهای کنترلی؛ فیدبک ولوهای کنترلی؛ فرمان دمپر؛ فیدبک دمپر.

در تابلوهای کنترل موتورخانه، پمپ‌خانه و هواسازها از مولتی‌فانکشن به‌منظور اندازه‌گیری مصرف انرژی واحدها استفاده شده که از طریق پروتکل مدباس، با کنترلرها مرتبط و سیگنال‌ها به اسکادا منتقل می‌شود.

 آیا در اجرای این پروژه اقدامات بهینه‌سازی هم انجام شد؟

حسین نصرتی، تکنسین مرکز تعمیرات تأسیسات ولوله‌کشی صنعتی:

در این پروژه سعی شد در کنار هوشمندسازی، نواقص زیرساختی و عیوبی مربوط به سالیان متمادی که مستلزم توقف و صرف زمان بود نیز هم‌زمان با پروژه هوشمندسازی اصلاح و استانداردسازی گردد. این بهینه‌سازی‌ها کمک شایانی به عملیات نگهداری و تعمیرات، کاهش توقفات ناگهانی و به‌تبع آن جلوگیری از هزینه‌های تحمیلی نمود؛ به‌عنوان مثال، می‌توان به استانداردسازی سیستم انبساط موتورخانه، سیستم تهویه مطبوع رختکن و همچنین افزایش ضریب ایمنی پمپ‌خانه و موتورخانه اشاره کرد.

گفتنی است در اجرای این پروژه پایلوت با توجه به اینکه اولین پروژه هوشمندسازی سیستم‌های حرارت مرکزی فولاد بود، با چالش‌های زیادی روبه‌رو شدیم که خوشبختانه با همکاری یک تیم قوی و کار تیمی هماهنگ بین چند مرکز توانستیم برای اولین بار در مرکز تعمیرات تأسیسات و لوله‌کشی صنعتی به این مهم دست پیدا کنیم و قدمی مؤثر در پیشبرد هدف انقلاب صنعتی چهارم در این حوزه در فولاد مبارکه برداریم.