أرامكو السعودية تتعاون مع إنفيديا في الحوسبة الكمية لاستكشاف أعماق الأرض

تهيئة بيئة الحوسبة الكمية في قطاع التنقيب والإنتاج

تنطوي الحوسبة الكمية على إمكانيات لإحداث نقلة نوعية في استخدام الحوسبة المتقدمة لمعالجة أصعب المشكلات التي تواجه الكثير من الصناعات، بما في ذلك صناعة الطاقة.  فأنشطة البحث عن الاحتياطيات الجديدة تتطلب أساليب حسابية متطورة تفرض على علماء الأرض الاعتماد على الإمكانيات والقدرات الحاسوبية المتنامية لمعالجة بيانات مسح زلزالي يُقاس حجمها بالبيتابايت (مليون مليار بايت) لإنتاج صور دقيقة لباطن الأرض.  

وتعليقًا على ذلك؛ قال نائب الرئيس للمركز الرقمي للتنقيب والإنتاج ، أشرف الطحيني،: "انطلاقًا من التحول الرقمي في قطاع التنقيب، يسعى المركز إلى الابتكار في مجال الحوسبة الكمية، من خلال تعاوننا مع شركة إنفيديا، وتقديم ابتكارات لتسخير قوة أجهزة الكمبيوتر العملاقة الهجينة المستقبلية."

وفي إطار هذا المشروع التعاوني الذي نُفِّذ مع شركة إنفيديا، مؤخرًا، عملت أرامكو السعودية على تسخير خوارزمية تسمى "خوارزمية هادامارد الكمية للتعرف على الحواف"، وهي خوارزمية مصممة خصيصًا للاستفادة من وحدات المعالجة الكمية المستقبلية لتوضيح التفاصيل بشكل أكبر في الصور الخاصة بباطن الأرض.  

تسريع تطوير التطبيقات الكمية مع شركة إنفيديا 

يتسم مستقبل الحوسبة الفائقة بتعدد الأوجه والمسارات، حيث تعمل وحدات معالجة الحوسبة بأشكالها المتعددة لتعزيز الخوارزميات وتوسيع نطاق التطبيقات التي يمكن معالجتها باستخدام إمكانيات الحوسبة المتقدمة وقدراتها.  ويستمد الفريق الذي يعمل على تقنية الحوسبة الكمية الرائدة الإلهام من النجاح الذي تحقق في دمج وحدات معالجة الرسوميات في مجالات العمل المختلفة. 

ومع ذلك، فإن تطوير خوارزميات كمية يمكن أن يواجه تحديات، لأن ذلك يتطلب نموذج تفكير جديد، على عكس الخوارزميات التقليدية المستخدمة حاليًا في أنظمة الإنتاج، كما ذكر تيم كوستا، المدير العام للحوسبة الكمية في شركة إنفيديا، حيث قال: "تنطوي الخوارزميات الكمية على إمكانيات واعدة جدًا، لكن تطويرها واستخدامها يتطلب تنسيق أحدث التقنيات في مجال الحوسبة الفائقة بنوعيها الكمي والتقليدي". 

ولتسريع استخدام الحوسبة الكمية، يستعين المبتكرون في أرامكو السعودية بمنصة "إنفيديا كودا- كيو" العائدة لشركة إنفيديا لمحاكاة الحواسيب الكمية المستقبلية، حيث تتيح هذه المنصة إجراء عمليات حوسبية مُسرَّعة بوحدات معالجة الرسوميات، مما يسمح لهؤلاء المبتكرون بتطوير وتقييم خوارزميات كمية يمكن استخدامها في أغراض علوم الأرض.

وعلاوة على ذلك، أتاحت منصة "إنفيديا كودا- كيو" لأرامكو السعودية التعرف على الطريقة التي سيتم بها تشغيل الخوارزميات الكمية الحقيقية على الأنظمة الحاسوبية الهجينة التي تستعمل كلًا من المعالجات التقليدية، مثل وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسوميات، والحواسيب الكمية، وذلك من خلال تبسيط توزيع المهام الحاسوبية بين وحدات المعالجة المختلفة هذه. 

وقد تمكنت أرامكو السعودية، باستخدام هذه المنصة، من محاكاة ما يصل إلى 30 كيلوبت لكل وحدة معالجة رسومية، مع إمكانية التوسع إلى المزيد باستخدام وحدات معالجة رسومية متعددة في حاسوب الدمام7 العملاق، لاكتشاف الصدوع السيزمية  ثلاثية الأبعاد في مجموعة بيانات سيزمية كاملة ثلاثية الأبعاد، ليؤدي هذا النجاح الكبير إلى إنتاج إحدى أوائل الخوارزميات الكمية في الصناعة، وهو ما يُعدُّ إنجازًا رائدًا جديدًا في الحوسبة في قطاع التنقيب والإنتاج.

وأضاف تيم كوستا: "يتضح من العمل الذي نقوم به مع أرامكو السعودية أن توفير المنصة المناسبة التي تتيح للباحثين في المجال الكمي استخدام الحوسبة المُسرَّعة يمكنهم من اكتشاف تطبيقات تحدث تحولات شاملة".

ويمثل هذا العمل مبادرة تعاون بين أرامكو السعودية وإنفيديا للتعرف على الحواسيب المستقبلية العملاقة الهجينة التي تجمع بين وحدات المعالجة الكمية والتقليدية.