אנבידיה הכריזה על NVIDIA Ising, משפחה חדשה של מודלי בינה מלאכותית פתוחים שנועדה לסייע לחוקרים, למעבדות ולחברות לפתח מחשבים קוונטיים שימושיים ואמינים יותר. לפי החברה, מדובר במשפחה ראשונה מסוגה של מודלים פתוחים המתמקדים בשני צווארי בקבוק מרכזיים בדרך למחשוב קוונטי מעשי: כיול של מעבדים קוונטיים ותיקון שגיאות קוונטיות.

השם Ising נלקח מן המודל המתמטי איזינג, שנחשב לאחד המודלים החשובים בפיזיקה הסטטיסטית להבנת מערכות מורכבות. באנבידיה מבקשים לרמוז באמצעותו שהמודלים החדשים אמורים למלא תפקיד דומה גם בעולם הקוונטי: להפוך מערכת מסובכת, רגישה ורועשת למערכת שניתן לנתח, לשלוט בה ולהרחיב אותה.

האתגר הזה מהותי במיוחד משום שמעבדים קוונטיים עדיין סובלים משיעורי שגיאה גבוהים ומחוסר יציבות. כל ניסיון להפעיל יישומים קוונטיים בקנה מידה משמעותי מחייב גם כיול מתמשך של המערכת וגם מנגנוני תיקון שגיאות מהירים ומדויקים. כאן, לפי אנבידיה, אמורה הבינה המלאכותית להפוך לשכבת הבקרה של המכונה הקוונטית, ולחבר בין העולם הקלאסי לבין הקיוביטים השבריריים.

המשפחה החדשה כוללת שני רכיבים מרכזיים. הראשון, Ising Calibration, הוא מודל ראייה־שפה שנועד לפרש במהירות מדידות ממעבדים קוונטיים ולסייע באוטומציה של תהליכי כיול שוטפים. באנבידיה אומרים כי המודל קטן פי 15 מהחלופות הקיימות, אך עדיין מסוגל להגיב במהירות למדידות ולתמוך בסוכני AI שמבצעים כיול מתמשך.

הרכיב השני, Ising Decoding, כולל שתי גרסאות של מודל רשת נוירונים קונבולוציונית תלת־ממדית, אחת מותאמת למהירות ואחת לדיוק. המודלים הללו מיועדים לפענוח בזמן אמת של המידע הדרוש לתיקון שגיאות קוונטיות. לדברי אנבידיה, הם מספקים ביצועים מהירים עד פי 2.5 ודיוק גבוה עד פי 3 לעומת PyMatching, שנחשב כיום לאחד הכלים הפתוחים המרכזיים בתחום.

מנכ"ל אנבידיה, ג'נסן הואנג, אמר כי בינה מלאכותית היא רכיב חיוני בהפיכת המחשוב הקוונטי לשימושי. לדבריו, עם Ising הופך ה־AI ל"שכבת הבקרה" או ל"מערכת ההפעלה" של המכונות הקוונטיות, במטרה להפוך קיוביטים שבריריים למערכות Quantum-GPU אמינות וניתנות להרחבה.

באנבידיה מדגישים כי המודלים החדשים אינם עומדים בפני עצמם, אלא משתלבים בתוך פלטפורמת CUDA-Q של החברה למחשוב היברידי קוונטי־קלאסי, וכן עם טכנולוגיית NVQLink לחיבור בין QPU ל־GPU. במילים אחרות, החברה מבקשת לבסס כאן מעטפת שלמה: לא רק שבבים ומאיצים, אלא גם שכבת תוכנה, כלים, מודלים ומיקרו־שירותים שיאפשרו להפעיל שליטה, כיול ותיקון שגיאות בזמן אמת.

אחד ההיבטים הבולטים בהכרזה הוא האופי הפתוח של המודלים. אנבידיה מספקת לא רק את המודלים עצמם, אלא גם מדריך לתהליכי עבודה, נתוני אימון ומיקרו־שירותי NVIDIA NIM, כדי לאפשר לחוקרים ולמפתחים להתאים את הפתרונות לארכיטקטורות חומרה שונות ולמקרי שימוש ייעודיים. החברה גם מדגישה שניתן להריץ את המודלים באופן מקומי, מה שעשוי להיות חשוב במיוחד עבור גופים שמבקשים להגן על מידע קנייני או מחקרי.

לפי אנבידיה, שורה ארוכה של חברות, אוניברסיטאות ומעבדות כבר החלו לאמץ את משפחת Ising. בתחום הכיול נכללים ברשימה גופים כמו Atom Computing, IonQ, IQM, Infleqtion, Q-CTRL, אוניברסיטת הרווארד והמעבדה הלאומית פרמי. בתחום הפענוח ותיקון השגיאות נזכרות בין השאר אוניברסיטת קורנל, SEEQC, המעבדה הלאומית סנדיה, אוניברסיטת שיקגו, אוניברסיטת דרום קליפורניה ואוניברסיטאות נוספות בארה"ב, אירופה ואסיה.

המהלך משתלב במאמץ רחב יותר של אנבידיה להרחיב את נוכחותה גם לעולם המחשוב הקוונטי, מעבר למעמדה המרכזי בשוק הבינה המלאכותית הקלאסית. בשנים האחרונות החברה בנתה בהדרגה קו מוצרים ותוכנה שמחבר בין סימולציה קוונטית, בקרה בזמן אמת, האצת חישובים ומחשוב היברידי. כעת היא מנסה להוסיף גם שכבת מודלים ייעודיים שיסייעו להתגבר על מגבלות החומרה הקוונטית עצמה.

ההכרזה גם משקפת תפיסה רחבה יותר שלפיה הדרך למחשבים קוונטיים שימושיים לא תעבור רק דרך שיפור הקיוביטים, אלא גם דרך שילוב עמוק יותר של בינה מלאכותית ומחשוב מואץ בתהליך הבקרה והתיקון. אם הגישה הזו תוכיח את עצמה, ייתכן שההתקדמות בדור הבא של המערכות הקוונטיות תישען לא רק על הפיזיקה של הקיוביט, אלא גם על היכולת של מודלי AI לנהל, לייצב ולתקן אותו בזמן אמת.

עם זאת, חשוב לזכור כי מדובר בהכרזה של חברה מסחרית, והטענות בדבר "הטובים בעולם" או השוואות ביצועים ייבחנו לאורך זמן על ידי הקהילה המדעית והתעשייתית. ועדיין, עצם השקת משפחת מודלים פתוחים ייעודיים למחשוב קוונטי היא צעד משמעותי, במיוחד משום שהיא עשויה להוריד חסמי כניסה לחוקרים ולקצר את הדרך בין ניסויים במעבדה לבין מערכות ניתנות להרחבה.

הפוסט אנבידיה משיקה את Ising, משפחת מודלים פתוחים שנועדה להאיץ את פיתוח המחשוב הקוונטי הופיע לראשונה ב-Chiportal.

חברת הסטארטאפ הישראלית Q-Factor הודיעה על השלמת סבב סיד בהיקף של 24 מיליון דולר. החברה פועלת בתחום המחשוב הקוונטי המבוסס על מערכי אטומים ניטרליים, ומציגה יעד שאפתני במיוחד: פיתוח ארכיטקטורה שתאפשר להגדיל את המערכות הקיימות מהיקף של אלפי קיוביטים למאות אלפים ואף למיליונים. לפי המידע שצירפת, את הסבב הובילו הקרנות NFX ו-TPY Capital, בהשתתפות Intel Capital, Korea Investment Partners, Deep33 ו-Matias Ventures, לצד מענק מרשות החדשנות. הטכניון ומכון ויצמן למדע, באמצעות חברת "ידע", נמנים עם בעלי המניות בחברה.

Q-Factor פועלת בזירה שנחשבת כיום לאחת המבטיחות בעולם המחשוב הקוונטי. אטומים ניטרליים נחשבים מועמדים חזקים לקיוביטים, משום שהם יציבים מטבעם, מסוגלים לשמור מידע קוונטי לאורך זמן וניתנים לשליטה באמצעות לייזרים, בלי להישען על מערכות קירור קיצוני או תשתיות חיווט מורכבות במיוחד. עם זאת, אחת המגבלות המרכזיות של התחום היא הסקייל: גם הפלטפורמות המתקדמות ביותר עדיין רחוקות מאוד ממספר הקיוביטים שנדרש כדי לייצר ערך עסקי מעשי ורחב. Q-Factor טוענת כי הפתרון אינו יכול להסתכם בשיפורים הדרגתיים, אלא מחייב קפיצת מדרגה תכנונית.

לשם כך גובשה החברה סביב צוות מייסדים בעל רקע מדעי עמוק במיוחד. על פי הפרטים שנמסרו, החברה נוסדה ב-2026 בידי פרופ' ניר דודזון, לשעבר דיקן הפקולטה לפיזיקה במכון ויצמן למדע; פרופ' עופר פירסטנברג ממכון ויצמן, מומחה לאופטיקה קוונטית ואטומי רידברג; פרופ' יואב שגיא מהטכניון, מהחוקרים הבולטים בתחום מניפולציה של אטומים ניטרליים; וד"ר גיא רז, פיזיקאי בעל ניסיון ביזמות ובהובלה טכנולוגית במיזמי דיפטק. לפי החברה, שלושת החוקרים האקדמיים עומדים מאחורי עשרות שנות מחקר בסיסי שהניח את אבני היסוד למערכות מבוססות אטומים ניטרליים, ואילו רז מביא עמו ניסיון בהקמה ובהגדלה של חברות טכנולוגיה עמוקות.

המסר המרכזי של Q-Factor הוא שהדור הנוכחי של מחשבים קוונטיים מבוססי אטומים ניטרליים נתקל בצווארי בקבוק ארכיטקטוניים ברורים. לכן, החברה מציגה גישה חדשה שמטרתה לאפשר סקיילביליות רציפה ולא רק שיפור נקודתי של רכיב זה או אחר. אם תצליח, היא עשויה לסייע להפוך את התחום ממחקר מתקדם אך מוגבל לפלטפורמה בעלת פוטנציאל יישומי של ממש, עבור תעשיות שזקוקות לכוח חישוב קוונטי בהיקף גדול.

בקרב המשקיעים מדגישים את השילוב בין מצוינות מדעית להבנה מסחרית. פרופ' עופר פירסטנברג, ממייסדי החברה והמדען הראשי שלה, אמר כי תחום המחשוב הקוונטי זקוק כיום למהפכה ולא רק להתקדמות הדרגתית, וכי הארכיטקטורה שפיתחה החברה נועדה להוביל מערכות מבוססות אטומים ניטרליים מאלפי קיוביטים למיליונים ואף מעבר לכך. גם בקרנות שהובילו את הסבב הדגישו כי מדובר בצוות בעל יתרון ייחודי: מצד אחד מומחיות עמוקה בפיזיקה אטומית, ומצד אחר הבנה ברורה של הדרך הארוכה הנדרשת כדי להפוך ידע מדעי למוצר מסחרי.

אם החברה תעמוד ביעדים שהציבה לעצמה, Q-Factor עשויה להפוך לאחת השחקניות הישראליות המסקרנות ביותר בדור הבא של המחשוב הקוונטי. בשלב זה מדובר עדיין בחברת סיד צעירה, אך עצם השילוב בין הון סיכון, מוסדות מחקר ישראליים מובילים וצוות מייסדים בעל מוניטין בינלאומי, מציב אותה בעמדה מעניינת במרוץ לפיתוח מחשב קוונטי סקיילבילי באמת.

הפוסט Q-Factor גייסה 24 מיליון דולר לפיתוח מחשוב קוונטי מבוסס אטומים ניטרליים הופיע לראשונה ב-Chiportal.

חברת Quantum Machines, אחת החברות הישראליות הבולטות בתחום הבקרה למחשוב קוונטי, הודיעה על השקת Open Acceleration Stack — מסגרת עבודה חדשה שנועדה לאפשר שילוב הדוק בין מחשבים קוונטיים לבין מאיצים קלאסיים כמו GPU, CPU, FPGA ו־ASIC. לפי הודעת החברה, מדובר בהרחבה של פלטפורמת התזמור שלה, שנועדה לאפשר למעבד הקוונטי לעבוד בזמן אמת מול שכבת חישוב קלאסית מהירה במיוחד, במקום להסתמך על חיבור רופף ואיטי יותר בין שני העולמות.

הרעיון מאחורי המהלך פשוט אך חשוב: ככל שמערכות קוונטיות נעשות גדולות ומורכבות יותר, הן זקוקות ליותר ויותר עיבוד קלאסי בזמן אמת. זה נכון במיוחד לשני תחומים שנחשבים קריטיים לעתיד הענף: תיקון שגיאות קוונטי וכיול מתקדם של קיוביטים ומעגלים. לפי Quantum Machines, משימות כאלה דורשות השהיה נמוכה מאוד, רוחב פס גבוה וסנכרון הדוק עם יחידת הבקרה שמפעילה בפועל את התוכנית הקוונטית. בדיוק לשם כך נועדה החבילה החדשה.

מבחינה טכנולוגית, הארכיטקטורה נשענת על OPNIC, כרטיס הממשק של Quantum Machines, ועל NVIDIA NVQLink, פלטפורמה שנועדה לחבר שרת מואץ־GPU אל מעבד קוונטי בהשהיה של מיקרו־שניות. לפי דף המוצר של NVIDIA, NVQLink נבנתה כדי לאפשר עומסי עבודה מקוונים של תיקון שגיאות, בקרה וכיול, באמצעות שרת זמן־אמת, בקר מערכת קוונטית, רשת תקשורת ותוכנת תיאום משותפת. ב־GTC 2026 הודיעה NVIDIA שגם ממשק cudaq-realtime הונגש לקהילת המפתחים, כך שהאקוסיסטם סביב החיבור הזה נעשה פתוח ומעשי יותר. (NVIDIA)

אחד ההיבטים החשובים בהכרזה הוא שהמערכת אינה מוצגת ככלי סגור סביב NVIDIA בלבד. לפי Quantum Machines, Open Acceleration Stack נבנה כארכיטקטורה פתוחה ומודולרית, כך שמעבדות וארגונים יוכלו לשלב גם מעבדי AMD, טכנולוגיות חישוב אדפטיביות, רכיבי FPGA, מעבדי GPU עתירי ביצועים ומערכות ייעודיות לתיקון שגיאות קוונטי בזמן אמת של שותפות כמו Riverlane. המשמעות היא ניסיון לבנות שכבת אינטגרציה רחבה יותר, שתאפשר לכל גוף להתאים לעצמו ארכיטקטורה לפי דרישות ביצועים ותקציב, במקום להינעל על תצורה אחת.

מבחינת השוק, ההכרזה הזאת משקפת מגמה רחבה יותר בתעשייה: מעבר ממערכות קוונטיות ניסיוניות, שמדגימות אלגוריתמים בסיסיים, אל מערכות שצריכות לעבוד בתוך סביבה הטרוגנית של חומרה קלאסית וקוונטית גם יחד. NVIDIA עצמה מגדירה את NVQLink כ”גשר” בין מחשוב מואץ לבין המעבד הקוונטי, ומסבירה שהמטרה היא לא רק להריץ יישומים היברידיים, אלא גם לתמוך במשימות פנימיות של ה־QPU עצמו, כמו פענוח שגיאות בזמן אמת. גם Riverlane הדגישה בחודש מרץ כי תיקון שגיאות קוונטי אמין ומהיר יהיה תנאי יסוד למחשוב קוונטי שימושי בקנה מידה גדול.

ל־Quantum Machines יש גם זווית ישראלית ברורה. החברה, שנוסדה ב־2018 ופועלת מישראל, כבר ממלאת תפקיד מרכזי במרכז המחשוב הקוונטי הישראלי (IQCC), שנפתח ב־2024 בתמיכת רשות החדשנות ובשיתוף אוניברסיטת תל אביב. במרכז הזה שולבו כבר קודם לכן מערכות של Quantum Machines עם תשתיות DGX Quantum של NVIDIA, כך שההכרזה הנוכחית נראית כהמשך טבעי לאסטרטגיה של חיבור עמוק יותר בין מחשוב קלאסי עתיר ביצועים לבין בקרה קוונטית.

עם זאת, מן הראוי לשמור גם על מידה של זהירות. ההכרזה מציגה ארכיטקטורה וכלי אינטגרציה, אך אינה כוללת בשלב זה נתוני ביצועים מפורטים ממערכות לקוח או הוכחה פומבית לכך שהפתרון כבר קיצר בפועל זמני פענוח או כיול בסביבת ייצור רחבה. לכן, בשלב הנוכחי, מדובר בעיקר במהלך תשתיתי חשוב: ניסיון להגדיר סטנדרט מעשי יותר לחיבור בין בקר קוונטי לבין מאיצים קלאסיים. אם הוא יאומץ על ידי מעבדות, יצרני QPU ומרכזי HPC, הוא עשוי להפוך לאחד המרכיבים החשובים בדרך למחשוב קוונטי מתוקן־שגיאות ובעל ערך שימושי.

הפוסט קוונטום משינס משיקה חבילת האצה פתוחה למחשוב קוונטי־קלאסי היברידי הופיע לראשונה ב-Chiportal.

רשות החדשנות משיקה שש תוכניות חדשות להכשרת יזמים והקמת חברות הזנק בתחומי הביו-קונברג'נס, השבבים והמחשוב הקוונטי, בהשקעה כוללת של כ-10 מיליון ש"ח. מטרת התוכניות היא להרחיב את פוטנציאל הקמת חברות הדיפ-טק בישראל, לטפח צוותים יזמיים רב-תחומיים ולהוביל להקמת חברות טכנולוגיה חדשות בתחומים הנמצאים בחזית החדשנות העולמית.

התוכניות יבחרו משתתפים בעלי ניסיון עסקי וטכנולוגי משמעותי ורקע מולטי-דיסציפלינרי, המעוניינים להקים חברות הזנק. במסגרתן יעברו המשתתפים הכשרה הכוללת התנסות מעשית בתהליך היזמות, החל משלב גיבוש הרעיון   (Ideation), דרך חשיפה לאתגרי התעשייה, תיקוף והבשלה של הרעיון, בניית צוות והצגה בפני משקיעים במטרה להקים חברה ולגייס עבורה הון ראשוני.

התוכניות יתמקדו בשלושה תחומי עומק מרכזיים:

ביו-קונברג'נס –  (Bio-convergence) תחום רב-תחומי המשלב ביולוגיה עם תחומים נוספים כגון הנדסה, מדעי המחשב, חומרים וננוטכנולוגיה, לטובת פיתוח פתרונות מערכתיים פורצי דרך לבעיות מורכבות בתחומי הבריאות, האנרגיה, המזון והייצור.

תחום השבבים – תחום הנמצא בלב המרוץ העולמי לכוח מחשוב. בישראל קיים הון אנושי איכותי ומיומן בתחום, אך מספר חברות ההזנק החדשות המוקמות בישראל נותר נמוך וכך גם היקף גיוסי ההון לחברות חדשות.

המחשוב הקוונטי – תחום בעל פוטנציאל השפעה דרמטי על עולם המחשוב. נכון לשנת 2025 פועלות בישראל כ-14 חברות הזנק בתחום, אשר כל אחת מהן גייסה מאות מיליוני דולרים.

חנן ברנד, סמנכ"ל חטיבת הזנק ברשות החדשנות: חברות הדיפ-טק יובילו את תעשיית ההייטק בישראל בשנים הקרובות ובהתאם יש צורך בהרחבת הפוטנציאל להנבטת חברות הזנק נוספות, לגיבוש צוותים טכנולוגיים חזקים ולמיצוב ההאב הטכנולוגי הישראלי בקדמת הבמה העולמית.

ששת התוכניות יקימו בישראל בשנים הקרובות מיזמים וחברות הזנק בתחומי השבבים, קוונטים וביוקונברג'נס באמצעות ‏הכשרת דור ‏חדש ‏של ‏צוותים ומנכ"לים ‏שיובילו ‏חברות ‏דיפטק ‏פורצות ‏דרך.

הגופים שנבחרו להפעלת התוכניות:

• המוסד להכשרת דיפטק – הכשרה ליזמות והקמת חברות בשבבים וקוונטום. התוכנית תעניק ליזמים הכשרה פרקטית וייחודית הנשענת על ניסיון מהשטח ושיתופי פעולה עם גופי תעשייה.
•  אוניברסיטת חיפה – הכשרת יזמות להקמת מיזמים חדשים ופורצי דרך בתחומי אקווה ביו-קונברג'נס, המשלבים ביולוגיה וחקלאות ימית עם מדעי המחשב.
• XMafat – הכשרה ליזמות והקמת חברות בשבבים וקוונטום, הנשענת על ניסיון מהשטח ושיתופי פעולה עם גופי תעשייה
• גראם ביוטק פאונדרי – הכשרת יזמים, תיקוף רעיונות של מיזמים פורצי דרך בתחום הביו-קונברג'נס והקמה בפועל של חברות – משלב הרעיון, דרך הוכחת היתכנות ועד הקמת חברות ביוטכנולוגיה
• Ignite Deeptech  – תוכנית ייעודית מבית Ignite Deeptech בשיתוף תאגידים רב-לאומיים מובילים שמטרתה הגדלת מספר החברות הממומנות בישראל בתחומי השבבים והקוונטום.
• Road2 Innovation –  הכשרת יזמים בתחומי הטכנולוגיה העמוקה, תוך התמחות בביו-קונברג'נס ושבבים בדגש על ביו-שבבים וחיישנים וגישור על הפער בין עולמות טכנולוגיים מורכבים לבין יישום רעיונות חדשניים.

הפוסט רשות החדשנות בחרה 6 גופים שיכשירו יזמים להקמת חברות הזנק בתחומי השבבים, הקוונטים והביוקונברג'נס הופיע לראשונה ב-Chiportal.

ענקית המחשוב IBM הודיעה היום כי צ'ארלס ה. בנט, חוקר בכיר בחברה (IBM Fellow) וחלוץ בתחום המדע הקוונטי, זכה בפרס טיורינג לשנת 2026. הפרס, על שמו של המתמטיקאי הבריטי אלן טיורינג שנחשב לאבי מדעי המחשב, מכונה "פרס הנובל של עולם המחשוב".

הפרס מוענק לבנט על תרומות מחקריות שסייעו להצית "מהפכה קוונטית", להמיר השערות על הנייר לניסויים בעולם האמיתי, לבסס את תחום מדעי המידע הקוונטי ולעצב מחדש את האופן שבו חוקרים חושבים על חישוב, תקשורת ומהות המידע עצמו. בנט חולק את הפרס עם שותפו הוותיק ג'יל בראסאר מאוניברסיטת מונטריאול, שעימו חיבר בנט בין הפיזיקה למדעי המחשב, לכדי תחום מדעי חדש לחלוטין. הוא החוקר השביעי מ-IBM שזוכה בפרס היוקרתי.

בנט נולד בשנת 1943 בניו יורק להורים שהיו מורים למוזיקה. הוא למד לתואר ראשון בביוכימיה באוניברסיטת ברנדייס ופיתח עניין רב בקשר בין חישוב לפיזיקה במהלך לימודיו לתארים מתקדמים באוניברסיטת הרווארד. הוא הושפע מרעיונות חדשניים בתחום המידע והפיזיקה, כגון עבודותיהם של סטיבן ויזנר, שפיתח את רעיון "הכסף הקוונטי", ורולף לנדאואר, שהדגיש כי מידע הוא ישות פיזיקלית. השילוב בין השפעות אלו הוביל את בנט להנחת היסודות של תחום מדעי המידע הקוונטי כבר בראשית דרכו האקדמית.

במהלך קריירה שנמשכה יותר מחמישה עשורים במעבדת המחקר של IBM הוביל בנט מחקרים פורצי דרך שבחנו כיצד ניתן לרתום את ההתנהגות הייחודית של חומרים בקני המידה הקטנים ביותר לצורך עיבוד והעברת מידע בדרכים שאינן אפשריות במחשבים קלאסיים. עבודתו סייע להפוך את התיאוריה הקוונטית לפיתוחים מעשיים כגון הצפנה קוונטית וטלפורטציה קוונטית – מושגים העומדים בבסיס מדעי המידע הקוונטי המודרניים וההתקדמות המתמשכת בתחום המחשוב הקוונטי.

יבמ נחשבת כיום כמובילה ופורצת דרך בפיתוח מחשבים קוונטיים פעילים. לאחרונה חשפה IBM ארכיטקטורת supercomputing פתוחה וקלה לשילוב, ממוקדת-קוונטים, שנועדה לאפשר הרחבה של מערכות קוונטיות לצד מחשבי-על קלאסיים, כדי לסייע בפתרון בעיות ששיטות קלאסיות לבדן מתקשות להתמודד איתן. החברה גם הציגה מפת דרכים לבניית IBM Quantum Starling, שלדבריה צפוי להיות המחשב הקוונטי הגדול הראשון בעולם העמיד בפני תקלות, וצפוי להימסר ללקוחות בשנת 2029.

הפוסט פרס טיורינג יוענק לצ'ארלס בנט מ-IBM, שהניח את היסודות המדעיים שהובילו לפיתוח מחשוב קוונטי הופיע לראשונה ב-Chiportal.

מחקר חדש שפורסם בכתב העת Science מציג הישג יוצא דופן בצומת שבין כימיה, פיזיקה, ננוטכנולוגיה ומחשוב קוונטי: חוקרים הצליחו ליצור לראשונה מולקולה בעלת מבנה אלקטרוני חדש, ולאחר מכן להשתמש במערכת מחשוב קוונטית־קלאסית כדי להבין את תכונותיה. מעבר לחשיבות המדעית, מדובר גם בהדגמה מעניינת של הכיוון שאליו צועדת תעשיית המחשוב המתקדם: שילוב בין חומרה קוונטית, אלגוריתמים ייעודיים וכלי מדידה ברמת האטום.

המחקר בוצע בשיתוף פעולה בין IBM, אוניברסיטת מנצ'סטר, אוניברסיטת אוקספורד, ETH ציריך, EPFL ואוניברסיטת רגנסבורג. החוקרים בנו את המולקולה אטום אחר אטום, ולאחר מכן נדרשו להתמודד עם אתגר מוכר בעולם החישוב המדעי: כיצד לנתח מערכת אלקטרונית מורכבת, שבה האינטראקציות הקוונטיות חזקות מכדי ששיטות חישוב קלאסיות רגילות יוכלו לתאר אותן בצורה מלאה ויעילה.

כאן נכנס לתמונה המחשוב הקוונטי. במקום להסתמך רק על שיטות פוסט־הארטרי־פוק קלאסיות, השתמש הצוות באלגוריתם SqDRIFT על מערכת מחשוב קוונטית־מרכזית, שבה מעבדים קוונטיים ומערכות קלאסיות פועלים יחד. החישובים בוצעו על חומרת IBM, כולל מעבדי Heron, והגיעו עד להיקף של 100 קיוביטים. המטרה לא הייתה להציג עוד הדגמת ביצועים תיאורטית, אלא לפרש נתוני ניסוי אמיתיים של חומר שסונתז בפועל במעבדה.

מן הזווית של CHIPORTAL, זהו החלק המעניין במיוחד. תעשיית השבבים מחפשת כיום לא רק קפיצות בביצועי עיבוד מסורתיים, אלא גם פלטפורמות חישוב חדשות שיאפשרו לטפל בבעיות שמחשוב קלאסי מתקשה לפתור בקנה מידה סביר. חישוב מבנים אלקטרוניים של מולקולות מורכבות, חומרים קוונטיים, התקנים ננומטריים ורכיבים עתידיים הוא בדיוק אחד התחומים שבהם עשוי להתגבש יתרון למערכות היברידיות כאלה. במקרה הזה, המחשב הקוונטי שימש ככלי מחקר של ממש, ולא רק כהבטחה לעתיד.

החוקרים יצרו את המולקולה באמצעות מיקרוסקופיית גישוש סורקת על שכבת בידוד דקה מעל מצע זהב, בטמפרטורות נמוכות מאוד. לשם כך נעשה שימוש בשלושה כלים מרכזיים ש־IBM מזוהה עמם היסטורית: המיקרוסקופ המנהר הסורק (STM), טכניקות להזזת אטומים בודדים, ומיקרוסקופ הכוח האטומי (AFM). זהו למעשה חיבור בין שלושה דורות של פריצות דרך: מדידה אטומית, שליטה ישירה באטומים, וכעת גם פרשנות קוונטית של החומר שנבנה.

לפי החוקרים, המבנה האלקטרוני של המולקולה החדשה יוצר מחלקה חדשה של חומר קוונטי. אך גם בלי להיכנס לכל העומק המתמטי, החשיבות התעשייתית ברורה: היכולת לתכנן חומר ברמת האטום ולנתח אותו באמצעות מחשוב קוונטי עשויה בעתיד להשפיע על תחומים כמו גילוי חומרים חדשים, פיתוח רכיבים מולקולריים, תכנון זיכרונות והתקנים קוונטיים, ואף אופטימיזציה של חומרים לתעשיית השבבים.

במילים אחרות, המחקר הזה אינו רק הישג אקדמי. הוא מסמן כיוון אסטרטגי: מעבר מעולם שבו מחשוב קוונטי הוא הדגמת יכולת, לעולם שבו הוא מתחיל להשתלב בשרשרת הערך של מחקר חומרים ומו"פ מתקדם. עבור חברות שבבים, ספקיות תשתיות מחשוב ומפתחי מערכות HPC, זו אינדיקציה נוספת לכך שהעתיד אינו טמון רק בעוד ליבה קלאסית מהירה יותר, אלא גם בשילוב בין ארכיטקטורות שונות, כל אחת לבעיה המתאימה לה.

אם המגמה הזו תימשך, המחשב הקוונטי עשוי להפוך בשנים הקרובות לכלי משלים משמעותי בארגז הכלים של מהנדסי חומרים, פיזיקאים חישוביים ומפתחי הדור הבא של רכיבים מתקדמים. עבור תעשיית השבבים, זו אינה רק שאלה מדעית, אלא גם שאלה של יתרון תחרותי עתידי.

הפוסט IBM וחוקרים מאירופה יצרו מולקולה חדשה, והמחשוב הקוונטי סייע לפענח את המבנה האלקטרוני שלה הופיע לראשונה ב-Chiportal.

אחת הסיבות שמחשבים קוונטיים עדיין לא הפכו לכלי חישוב כללי היא שהם רגישים מאוד לרעש: אינטראקציה קטנה עם הסביבה, או שגיאה זעירה בביצוע שער קריטי, יכולה להרוס חישוב. לכן תחום תיקון השגיאות הקוונטי (Quantum Error Correction, QEC) , הוא המפתח למחשב קוונטי שימושי. אבל תיקון שגיאות מתקדם נשען בדרך כלל על מדידות תכופות במהלך האלגוריתם, ועל “פיד־פורוורד”(feed-forward)  – שינוי פעולות בהמשך בהתאם לתוצאה שנמדדה. זה מורכב טכנית, ולעיתים איטי, ופגיע לשגיאות נוספות.

מחקר חדש ב־Nature Communications  מציג גישה אחרת: לבצע סט של פעולות לוגיות חסינות־שגיאות על קיוביטים מקודדים בלי מדידות באמצע החישוב. במקום למדוד כל הזמן, החוקרים מציגים “ארגז כלים” של פרוטוקולים שמאפשרים לבצע טלפורטציה לוגית, העברת מידע בין קודים (code switching) ושילוב אסטרטגיות קידוד כדי להשיג סט פעולות אוניברסלי. המשמעות: צמצום תלות במדידות בזמן אמת עשוי להקל על פלטפורמות מסוימות ולהקטין צווארי בקבוק תפעוליים . (Nature)

מה בעצם הראו, ולמה זה יותר מהדגמה נקודתית?

לפי המאמר והתקציר בפאבמד, הניסוי בוצע על מעבד קוונטי מבוסס יונים לכודים (trapped ions). . הם השתמשו בקודים לגילוי שגיאות (error-detecting codes)  ולא בהכרח מתקנים באופן מלא בכל שלב — גישה שמאפשרת להציג פעולות לוגיות תוך שליטה במספר קיוביטים סביר.

הדגש במאמר הוא על רצף של רכיבים שמרכיבים יחד יכולת אוניברסלית: גם אם כל רכיב בנפרד נשמע טכני, החידוש הוא החיבור: טלפורטציה לוגית ללא מדידות באמצע האלגוריתם, העברת מידע בין קודים דו־ממדיים ותלת־ממדיים (כמו וריאנטים של color codes) , והשלמת סט שערים אוניברסלי באמצעות “הזרקת מצב”(state injection) .

מה זה אומר על הדרך למחשב קוונטי שימושי?

כדאי להיזהר: זו עדיין לא “הוכחת יתרון קוונטי” ולא מחשב כללי. אבל זה כן מסמן כיוון הנדסי: אם ניתן לבצע חלק מהתיקון/הגנה בלי מדידות ביניים, אפשר להפחית עומס על מערכות מדידה ובקרה, ולפעמים לשפר קצב פעולה.

בנוסף, יש כאן ערך קונספטואלי: בעשור האחרון התפתחה הבנה ש”אוניברסליות” במחשוב קוונטי חסין־שגיאות דורשת טריקים מורכבים כמו state injection ושילובים בין קודים. המחקר הזה מראה שאפשר לממש את השילוב באופן ניסויי, ובכך מקדם את השאלה “איך זה נראה בפועל” ולא רק “איך זה כתוב בתיאוריה”.

ולבסוף, גם אם הקורא אינו מתעמק בפרוטוקולים, אפשר לנסח את השורה התחתונה כך: מחשוב קוונטי ללא מדידות ביניים הוא ניסיון להפוך את תיקון השגיאות ליותר מעשי עבור חלק מהארכיטקטורות. אם בעתיד נראה פלטפורמות שבהן מדידות מהירות ואמינות הן החוליה החלשה, כיוון כזה עשוי להיות שווה הרבה.

הפוסט מחשב קוונטי בלי בדיקות ביניים הורסות הופיע לראשונה ב-Chiportal.

מענק חדש בהיקף 11.85 מיליון אירו נפתח בהולנד במטרה להאיץ מחקר ופיתוח בשתי חזיתות טכנולוגיות שמוגדרות כיום כבסיס לתחרותיות עתידית: שבבים וטכנולוגיות קוונטיות. במסגרת קריאה ייעודית של NWO (הארגון ההולנדי למחקר מדעי) יחד עם Holland High Tech, מתבקשות קבוצות מחקר וקונסורציומים להגיש הצעות משותפות.

הקריאה בנויה סביב שני מסלולים משלימים, שכל אחד מהן מכוונת לבעיה מדעית־הנדסית אחרת – אך שניהם מתכנסים לשאלה אחת: כיצד עוברים מיכולת מעבדתית מרשימה ליכולת תעשייתית אמינה בקנה מידה גדול.

במסילה הראשונה, הדגש הוא אינטגרציה הטרוגנית במערכות שבבים – שילוב של רכיבי “צ’יפלטים” מתחומים פיזיקליים שונים בתוך מארז יחיד. הכיוון הזה נחשב מרכזי בעידן שבו שיפור ביצועים כבר אינו נשען רק על הקטנת טרנזיסטורים, אלא גם על ארכיטקטורות מודולריות, מארוז מתקדם ואינטגרציה תלת־ממדית. הקריאה מעודדת פיתוח פתרונות 2D ו-3D, ובפרט שיטות תכנון ותהליך שמאפשרות “להדביק” יחד רכיבים שונים תוך שמירה על ביצועים, אמינות ותשואות ייצור. (Innovation News Network)

לצד זאת, הקריאה מדגישה שימוש בכלי בינה מלאכותית לתכנון, אופטימיזציה ובדיקות. כאן יש היבט מדעי ברור: כאשר משלבים צ’יפלטים, מספר משתני התכנון גדל מאוד (מכניקה תרמית, הולכת חום, שלמות אות, רעש, ממשקי חיבור, שונות ייצור). אלגוריתמים יכולים לסייע בסריקת מרחב פתרונות ענק, בהערכת אמינות מואצת ובהכוונת בדיקות כך שיקצרו “זמן לשוק” בלי להקריב איכות.

המסילה השנייה ממוקדת בטכנולוגיות קוונטיות – תחום שמבטיח קפיצות דרך בחישוב, תקשורת ואבטחה, אך עדיין רחוק מרמת הבשלות של שבבים קלאסיים. כאן המטרה איננה “עוד הדגמה מעבדתית”, אלא קידום ידע שמאפשר ייצור בר־שחזור: תהליכים יציבים, יכולת ייצוריות (manufacturability), מטרולוגיה (מדידה ואפיון) ושיטות לייצור בקנה מידה גדל של רכיבים קוונטיים.

ההדגשה על מטרולוגיה אינה פרט טכני: במערכות קוונטיות הבעיה היא לעיתים קרובות לא “להראות שזה עובד פעם אחת”, אלא למדוד במדויק תכונות קריטיות (כמו יציבות, שונות בין רכיבים, רגישות לסביבה) ולפתח פרוטוקולי בדיקה שמתחברים לקווי ייצור – בדומה לאופן שבו תעשיית השבבים הקלאסית בנתה עם השנים שכבות של בקרת איכות, סטטיסטיקה תעשייתית ובדיקות וייפר.

תנאי סף: שותפות תעשייתית ומימון משלים

היקף התקציב הכולל עומד על 11.85 מיליון אירו, כאשר התקציב מחולק באופן שווה בין מסילת השבבים למסילת הקוונטום. (nwo.nl)
עם זאת, הקריאה מתוכננת כך שתכריח חיבור הדוק בין מחקר לתעשייה: כל הצעה חייבת לכלול לפחות שני גופים מממנים־שותפים (co-funders), וביחד עליהם להעמיד לפחות 20% מתקציב הפרויקט – במזומן או בשווה־כסף (in kind).
מבחינה מדעית־יישומית, זהו מנגנון שמכוון את התוצרים לאזורים שבהם יש “נתיב אימוץ” ברור: תשתיות ייצור, דרישות בדיקה, סטנדרטים הנדסיים, ויכולת לשלב תוצאות מחקר במוצרים ובשרשראות אספקה.

אירוע התאמה לקונסורציומים: 2-3-2026, אוטרכט

כדי לסייע בהקמת קונסורציומים תחרותיים, NWO ו-Holland High Tech יקיימו מפגש Matchmaking ב-2-3-2026 במשרדי NWO באוטרכט, שבו יוכלו משתתפים להציג רעיונות, לאתר שותפים ולהבין טוב יותר את תנאי ההגשה והדגשים על אימפקט חברתי־כלכלי.

הפוסט הולנד פותחת קול קורא של 11.85 מיליון אירו להאצת חדשנות בשבבים ובהגדלת טכנולוגיות קוונטיות הופיע לראשונה ב-Chiportal.

ג'נסן הואנג, מנכ"ל אנבידיה צוטט לאחרונה כשאמר "אנחנו קרובים להיות מסוגלים ליישם מחשבים קוונטיים בבעיות מעניינות בשנים הקרובות, אך מחשבים קוונטיים שימושיים מאוד עדיין רחוקים לפחות 15-20 שנה". הוא הדגיש כי למרות הפוטנציאל העצום של קוונטום, טכנולוגיות הסמיקונדקטור ימשיכו להיות מרכזיות בטווח הקצר והבינוני. גם ליסה סו, מנכ"לית ענקית השבבים AMD התבטאה בענין ואמרה: "הבינה המלאכותית דורשת כוח חישוב עצום, ואנחנו מספקים אותו כיום עם שבבים מתקדמים. קוונטום מעניין, אבל זה לא מה שמניע את העולם כרגע.” ליפ בו טאן, משקיע הון סיכון ותיק וכיום מנכ"ל אינטל הוסיף: "מחשוב קוונטי הוא החזית הבאה של מחשוב עתיר ביצועים, אך עלינו להיות סבלניים. בעוד שהפוטנציאל לגילוי תרופות וקריפטוגרפיה הוא עצום, האתגר האמיתי כיום אינו רק הפיזיקה – אלא כל המערכת האקולוגית סביבה".

במאמר זה נבחן את ההבדלים המהותיים בין שתי הטכנולוגיות, את מגבלותיהן, ואת ההסתברות שזו או אחרת תוביל את עיבוד המידע בעשור הקרוב.

סמיקונדקטור: התקדמות ארכיטקטונית וייצורית

מיזעור מתחת ל־2 ננומטר הוא אחד האתגרים המרכזיים כיום כאשר חברות כמו TSMC, אינטל וסמסונג כבר מתכננות ייצור המוני בטכנולוגיות 2 ננומטר ואף מעבר לכך, תוך התמודדות עם ניהול זרמי דליפה ושימוש בחומרים חדשים כגון Nanosheets ו־Gate-All-  Around.  . במקביל מתרחשת אינטגרציה תלת־ממדית (3D IC) שבה המעבר ל־ Chiplets   ו־ Heterogeneous Integrationמאפשר חיבור פונקציות שונות כגון GPU, NPU, CPU וזיכרון במארז אחד, מה שמהווה פתרון לבעיות Scaling ומספק Bandwidth גבוה בין רכיבים.

הדור הבא של השבבים מתמקד במאיצים ייעודיים בשיטת domain-specific architectures הכוללים AI accelerators כגון TPU ו-NPU, מעבדי HPC GPUs עם אלפי ליבות מקבילות וכן רכיבי ASICs ייעודיים לתקשורת, אבטחה ו־Edge Computing.

לצד אתגרי ייצור משמעותיים הדורשים טכנולוגית  EUVמתקדמת, פיתוח חומרים חדשים ועמידה ביעדי  אמינות גבוהים הדורשים השקעות הוניות עצומות, תעשיית השבבים בשלה ומוכנה להתמודד עם האתגרים שבדרך.

מחשוב קוונטי: פוטנציאל מול מגבלות

ארכיטקטורות קיוביטים המבוססות על Trapped Ions, Superconducting Circuits או Photonic Qubits  מציעות יתרונות שונים אך כולן מתמודדות עם Decoherence וזמן חיים קצר, כאשר במקביל, תיקון שגיאות קוונטי נותר החסם המרכזי בשל Overhead עצום של Error Correction  כך שכדי להגיע ל־ Fault-Tolerant Quantum Computing נדרשים מיליוני קיוביטים פיזיים עבור אלפי קיוביטים לוגיים.

למרות זאת מחשוב קוונטי צפוי להצטיין בתחומי יישום ייחודיים כמו סימולציות מולקולריות (לפיתוח תרופות וחומרים), אופטימיזציה מורכבת (לחישובי לוגיסטיקה ופיננסים) וקריפטוגרפיה (לפירוק (RSA . למרבה הצער יש כיום למחשוב הקוונטי מגבלות כלכליות משמעותיות שכן מערכות המחשוב הללו דורשות קירור קריוגני, תשתיות יקרות מאד וידע מחקרי רב והן עדיין אינן מתאימות לעיבוד מידע כללי או לשימוש רחב.

מי ינצח בעשור הקרוב?

הערכת מצב ריאלית מצביעה על כך שתעשיית הסמיקונדקטור תמשיך להוביל את עיבוד המידע בעשור הקרוב (2036- 2026). השבבים הקלאסיים ימשיכו לספק את עמוד השדרה של מערכות המחשוב השונות. מחשוב קוונטי יישאר כלי ייחודי לבעיות ספציפיות, עם חדירה מוגבלת.

טכנולוגיות ייצור מתקדמות, אינטגרציה תלת־מימדית, ומאיצים ייעודיים יאפשרו עיבוד בקנה מידה עצום, מהיר ויעיל. לעומתן, מחשוב קוונטי יתקדם, אך יישאר בעיקר כלי מחקרי וניסיוני. העתיד הרחוק יותר עשוי להיות שונה, אך בעשור הבא, אין ספק שהסמיקונדקטור הוא המנוע המרכזי של עיבוד המידע הגלובלי.

הפוסט מי ינצח בעשור הקרוב: סמיקונדקטור או מחשוב קוונטי ? הופיע לראשונה ב-Chiportal.

בעתיד מחשבים קוונטיים אמורים לפתור בעיות שנחשבו בלתי פתירות, לנבא מראש כיצד חומרים כימיים יגיבו אלו עם אלו ואף לספק תחזית מהימנה של מזג האוויר, אך לעת עתה הם רגישים מאוד להפרעות מהסביבה ואיבוד מידע. מחקר חדש ממעבדתו של ד"ר יובל רונן במכון ויצמן למדע, המתפרסם היום בכתב-העת המדעי Nature, חושף עדות חדשה לקיומם של החלקיקים האקזוטיים "אניונים לא-אבליים" – מועמדים מבטיחים לבניית מחשב קוונטי עמיד לטעויות – בתוך החומר גרפן דו-שכבתי.

במכניקת הקוונטים חלקיקים מתנהגים גם כגלים, ותכונותיהם מתוארות באמצעות פונקציית גל. פונקציית הגל יכולה לתאר את מצבו של חלקיק יחיד או של מערכת חלקיקים. פיזיקאים מסווגים את החלקיקים בטבע לקבוצות לפי האופן שבו פונקציית הגל של שני חלקיקים משתנה כאשר הם מחליפים ביניהם מקומות. עד לשנות ה-80, הכירו הפיזיקאים שני סוגי חלקיקים בלבד – חלקיקים שפונקציית הגל שלהם לא משתנה כשהם מחליפים מקום (בוזונים), כדוגמת חלקיקי אור, וחלקיקים שהפונקציה שלהם מתהפכת (פרמיונים), כדוגמת אלקטרונים. אך, בשנת 1982 התגלה מצב חדש של חומר שבו יכול להתקיים סוג נוסף של חלקיקים, שלא קיימים בצורה טבעית. כאשר חלקיקים אלו מחליפים מקומות, פונקציית הגל עשויה להסתובב בכל זווית בין 0 ל-180 מעלות – ולכן ניתן להם השם "אניונים", שמקורו במילה "Any".

אניונים מופיעים רק בטמפרטורות הקרובות לאפס המוחלט, תחת שדה מגנטי חזק, כשמתקיימים קשרים חזקים בין החלקיקים ואך ורק במערכות דו-ממדיות, כלומר בפיסות חומר דקיקות שהתנועה לגובה בהן אינה אפשרית. במצבים אלו, התברר כי אלקטרונים בחומר מפסיקים להתנהג כחלקיקים שלמים ומתחילים להתנהג כשברי אלקטרונים – האניונים. לפי התאוריה שהתפתחה מאז, ישנם למעשה שני סוגי אניונים: "אניונים אבליים", שאצלם החלפת מקום מסובבת את פונקציית הגל בלבד, ו"אניונים לא-אבליים",  שהחלפה ביניהם גם מסובבת את פונקציית הגל וגם משנה את צורתה. שברי אלקטרון עם מכנה אי זוגי – כמו למשל שליש אלקטרון – הם אניונים אבליים, ומשערים ששברי אלקטרון עם מכנה זוגי – כמו רבע אלקטרון – הם לא-אבליים.

"החלפה של אניונים לא-אבליים משאירה חותם על הצורה של פונקציית הגל", מסביר ד"ר רונן. "אם ניקח שלושה אניונים לא-אבליים ונחליף את הראשון בשני ואז את השני בשלישי, נקבל פונקציית גל בעלת צורה שונה מזו שהיינו מקבלים אילו היינו מחליפים אותם בסדר אחר. זו דרך לקודד ולאחסן מידע, שהם חלק מהתנאים לפיתוח מחשב". 

"בחלק מהמודלים הקיימים, יחידות המידע הבסיסיות של המחשב הקוונטי (קיוביטים) הן חלקיקים בודדים, שרגישים להפרעות סביבתיות", מוסיף ד"ר רונן. "באניונים לא-אבליים המידע על סדר ההחלפות שמור לא בצורה מקומית, אלא בפונקציית הגל של המערכת כולה. מערכות שהתכונות החשובות שלהן נשמרות ברמת המערכת כולה עמידות בפני תקלה נקודתית ונקראות מערכות טופולוגיות. מערכות אלו הן מהפתרונות המבטיחים לבעיית אמינות המחשבים הקוונטיים". על אף שמדענים הצליחו לאחרונה למדוד אניונים אבליים, עד כה לא נמדדו ישירות אניונים לא-אבליים.

מאופטיקה קלאסית למחשב קוונטי

במחקר החדש, בהובלת ד"ר ג'ייהון קים והימאנשו דב ממעבדתו של ד"ר רונן במחלקה לפיזיקה של חומר מעובה במכון, השתמשו בחומר שפותח בשנים האחרונות ונקרא גרפן דו-שכבתי. מדובר במעין "כריך" העשוי שתי שכבות דקות של אטומי פחמן, שכל אחת מהן מסודרת כחלת דבש. בחומר זה, המצב שבו אניונים לא-אבליים אמורים להופיע יציב, והמדענים יכולים לשלוט היטב במסלולי התנועה של אניונים.

הניסוי שביצעו מדעני המכון מסתמך על ניסוי מפורסם באופטיקה מהמאה ה-19. בניסוי הקלאסי כולאים קרן אור בין שתי מראות. בכל פעם שהקרן פוגעת באחת המראות ומוחזרת, פונקציית הגל שלה מסתובבת בזווית (פאזה) מסוימת. כל עוד קרן האור המוחזרת לא מסונכרנת עם הקרן המקורית, הן מבטלות זו את זו ומתקבל אור חלש. לאחר כמה החזרות, פונקציית הגל משלימה סיבוב שלם וחוזרת לפאזה המקורית, כך שהקרניים מסונכרנות ומתקבל אור חזק. הניסוי מייצר דפוס של פסי אור וחושך שנקרא תבנית התאבכות, ולפי הדפוס המדויק פיזיקאים מסיקים מה היו תכונות הגל המקורי שנכלא בין המראות.

בניסוי הקוונטי המקביל, המדענים הביאו תחילה את האלקטרונים בחומר למצב שבו אמורים להימצא אניונים לא-אבליים. הם יצרו מסלול לולאה שבו גל של אניון אחד מקיף אי שבו יש אניונים אחרים ושדה מגנטי, ולאחר מכן שב ופוגש את הגל המקורי. בחלק הראשון של הניסוי, בחנו המדענים רק כיצד שדה מגנטי משנה את הפאזה של האניון שמקיף את האי. בכל סיבוב פאזת הגל החוזר השתנתה בהשפעת השדה המגנטי ובעת מפגש עם הגל המקורי הם התבטלו או התחברו. כמו הניסוי האופטי, גם ניסוי זה מייצר תבנית התאבכות, אך לא של פסי אור וחושך אלא של פסי התנגדות חשמלית גבוהה ונמוכה, שמהם ניתן ללמוד מהן תכונות האניון המסתובב.

"הצלחנו בניסוי למדוד שבר אלקטרון עם מכנה זוגי", מתאר ד"ר רונן. "אך בניגוד להנחה המקובלת שאניונים לא-אבליים הם רבע אלקטרון, הופתענו לראות במדידות כי גל של חצי אלקטרון הסתובב סביב האי. בעקבות ניסויים נוספים שביצענו, אנו מעריכים כי הסיבה לכך היא ששני אניונים לא-אבליים מקיפים את האי יחד, ועדיין לא הצלחנו להפריד ביניהם. בכל זאת, זהו צעד חשוב בדרך למדידה וזיהוי ישיר של אניונים לא-אבליים, ובימים אלו אנחנו מנסים להפריד ביניהם".

בניסוי נוסף שביצעו, ביקשו המדענים ללמוד על תכונות חלקיקי החומר שנמצאים בתוך האי. חלקיקים אלו נמצאים באינטראקציה עם החלקיק המסתובב ולכן המדענים שיערו כי יוכלו להשתמש בו כדי ללמוד עליהם. הם שינו את צפיפות החלקיקים באי ובחנו באיזו מידה זה משנה את פונקציית הגל של החלקיק המסתובב וכתוצאה מכך את תבנית ההתאבכות. שינוי בשיפוע של הפסים בתבנית ההתאבכות מעיד על המטען של החלקיקים באי והמדענים למדו ממנו כי יש להם מטען של רבע אלקטרון, כמצופה מאניונים לא-אבליים, וכפי שנמדד בעבר במעבדתו של פרופ' מוטי הייבלום, גם כן במכון ויצמן, בניסויי מנהור.

"הראינו שבגרפן דו-שכבתי יש חלקיקים שהם קרוב לוודאי אניונים לא-אבליים", אומר ד"ר רונן. "השלב הבא יהיה להצליח לחזות ישירות ב'זיכרון' של מערכת אניונים לא-אבליים, כלומר להצליח למדוד כיצד כל סדר החלפות של חלקיקים מייצר חתימה ייחודית בפונקציית הגל. מחשבים קוונטיים כיום מוגבלים לשדות מחקריים צרים וכדי שהם יהיו שימושיים יותר הם חייבים להיות אמינים. המחקר החדש מקדם אותנו צעד נוסף בדרך לפיתוח מחשב קוונטי עמיד לטעויות".

במחקר השתתפו גם עמית שעיר, ד"ר ראווי קומר, ד"ר אלכסיי אילין, ד"ר אנדרה האוג, שלי איסקוז, פרופ' דיוויד מרוס ופרופ' עדי שטרן מהמחלקה לפיזיקה של חומר מעובה במכון; פרופ' קנג'י וואטנבה ופרופ' טאקאשי טניגוצ'י מהמכון הלאומי למדעי החומרים, צוקובה, יפן.

הפוסט חלקיקי זיכרונות מועמדים מבטיחים לבניית מחשב קוונטי עמיד לטעויות הופיע לראשונה ב-Chiportal.