מעבד Heron r3 שולב עם מחשבי־על בחישוב תשעה צברים של מלח FLiBe. הפותר הקוונטי הגיע לדיוק גבוה, אך המחקר מצא כי צוואר הבקבוק העיקרי נמצא דווקא בשלב חלוקת הבעיה הכימית
חוקרים מ־IBM, מהמעבדה הלאומית אוק רידג', מ־Cleveland Clinic ומאוניברסיטת מישיגן סטייט הפעילו מעבד קוונטי מסוג IBM Heron r3 כדי לחשב את המבנה האלקטרוני של מלח מותך המשמש מועמד למעטפות של כורי היתוך.
המחקר התמקד ב־FLiBe, תערובת של ליתיום פלואוריד ובריליום פלואוריד. במעטפת כור היתוך אמורים נייטרונים מן הפלזמה לפגוע בליתיום־6 ולייצר טריטיום, המשמש יחד עם דאוטריום כדלק לתגובת ההיתוך.
כדי להפיק את הטריטיום מן המעטפת צריך לחזות אם הוא ייקשר בחוזקה ליוני הפלואור או יימצא בצורה כימית שקל יותר לחלץ מן המלח. חישוב כזה דורש תיאור מדויק של המתאם בין האלקטרונים במערכת יונית ומקוטבת.
המאמר פורסם כקדם־פרסום ב־arXiv וטרם עבר ביקורת עמיתים. הוא אינו מציג חומר חדש או פתרון מוכן לייצור טריטיום, אלא הוכחת היתכנות לארכיטקטורת מחשוב קוונטית־קלאסית.
המעבד הקוונטי כמאיץ בתוך מערכת היברידית
החוקרים דגמו תשע תצורות של צברי FLiBe שכללו 21 עד 23 אטומים. לאחר מכן חילקו כל צבר לקטעים ממוקדי־אטום באמצעות שיטת Embedded Wave Function.
קטעים בעלי פחות מ־13 אורביטלים מרחביים נפתרו במחשב קלאסי. קטעים גדולים יותר הועברו למעבד Heron r3 המכונה ibm_boston. הקטע הגדול ביותר כלל 33 אורביטלים מרחביים ומופה למעגל בן 66 קיוביטים על גבי המעבד, הכולל 130 קיוביטים.
החישוב השתמש בשיטת extended Sample-Based Quantum Diagonalization. המעבד הקוונטי הכין מצב קוונטי ודגם ממנו תצורות אלקטרוניות. המידע הוחזר למערכת קלאסית, שביצעה שחזור תצורות, בחירת תת־מרחב ואלכסון של ההמילטוניאן.
כלומר, ה־QPU לא החליף את מחשב־העל. הוא פעל כמאיץ ייעודי בתוך תהליך שכלל הדמיות מולקולריות, מחשבי־על, אופטימיזציה קלאסית ועיבוד לאחר החישוב הקוונטי.
החישוב הקוונטי לא היה מקור השגיאה העיקרי
בתשע תצורות ה־FLiBe, הפותר הקוונטי שחזר את הבדלי האנרגיה של פתרון הייחוס הקלאסי בסטייה מרבית של 0.7 קילוקלוריות למול ובסטייה מוחלטת ממוצעת של 0.3 קילוקלוריות למול.
בחישובי קישור הטריטיום, הסטייה הממוצעת ביחס לפותר הקלאסי של אותו קטע הייתה 0.7 קילוקלוריות למול והסטייה המרבית 0.9 קילוקלוריות למול.
אולם כאשר הושוו התוצאות של המודל המפוצל לחישובים המתייחסים לצבר כולו, נמצאו הבדלים גדולים בהרבה: כ־12 קילוקלוריות למול בממוצע באנרגיות התצורות וכ־110 קילוקלוריות למול באנרגיות קישור הטריטיום.
לכן מסקנת החוקרים היא שהפותר הקוונטי כבר מדויק יחסית למשימה המצומצמת, ואילו צוואר הבקבוק הוא שיטת חלוקת המערכת לקטעים והייצוג החלקי של קשרים ארוכי טווח וקיטוב אלקטרוני.
עדיין לא יתרון קוונטי
המחקר אינו מציג מדידת האצה מול מחשב־על או חיסכון כולל במשאבי חישוב. למעשה, חישובים קלאסיים שימשו להכנת המעגלים, לאתחול הפרמטרים, לאימות התוצאות ולעיבוד הדגימות.
החוקרים מציינים כי חישוב ייחוס מלא של חלק מן הקטעים כבר יקר מכדי לבצעו שוב ושוב בקמפיין רחב של תצורות. מכאן הפוטנציאל של המעבד הקוונטי: לא בהכרח להחליף היום את מחשב־העל, אלא לאפשר בעתיד הרחבה של מרחבי החישוב הכימיים כאשר מספר האורביטלים והתצורות יגדל.
כדי להגיע למודל בעל יכולת חיזוי עבור מלח מותך אמיתי יצטרכו החוקרים לעבור מתאים בני יותר ממאה אטומים, לשפר את שיטת בניית הקטעים ולבצע חישובי אנרגיה חופשית על מספר רב של תצורות.
עבור תעשיית המחשוב הקוונטי, המחקר מדגים את האופן שבו IBM מבקשת לשלב QPU במרכזי מחשוב עתירי ביצועים: לא כמחשב עצמאי, אלא כרכיב האצה המחובר למעבדים קלאסיים, למעבדים גרפיים ולמערכות תוכנה המחליטות איזה חלק מן הבעיה יישלח לכל סוג מעבד.
מקור: המאמר “Quantum Computations on Fusion Blanket Molten Salts”, קדם־פרסום ב־arXiv, 29 ביוני 2026.
