IBM הודיעה כי הצליחה לחבר שתי יחידות קירור קוונטיות למערכת מודולרית אחת ולהביא את המערכת לטמפרטורת עבודה של פחות מ־15 מיליקלווין – כ־273.135 מעלות צלזיוס מתחת לאפס ורק 0.015 מעלות מעל האפס המוחלט.

מדובר בטמפרטורה נמוכה פי כ־180 מטמפרטורת קרינת הרקע הקוסמית, הנמצאת סביב 2.7 קלווין. ההשוואה נכונה כאשר מודדים את הטמפרטורה בסולם קלווין. מחשבי הקוונטים של IBM המבוססים על קיוביטים מוליכי־על זקוקים לסביבה של כ־15 מיליקלווין כדי לצמצם רעש תרמי ולאפשר את פעולת המעבד הקוונטי. IBM מתארת את התשתית הקריוגנית המודולרית כאחד המרכיבים הנדרשים להרחבת מערכות קוונטיות למספר גדול של מעבדים.

לפי ההודעה שמסרה החברה, שתי יחידות הקירור, המתנשאות יחד לגובה של יותר מ־2.4 מטרים, חוברו זו לזו וקוררו תחילה ל־4 קלווין בתוך פחות מחמישה ימים. בהמשך הן הגיעו לטמפרטורה של פחות מ־15 מיליקלווין.

כל אחת מהיחידות כוללת מרחב גדול יותר להעברת חיווט וקישור בין מעבדים. IBM מתכננת להשתמש בחיבורים מסוג L-coupler כדי לאפשר למעבדים קוונטיים נפרדים להעביר ביניהם מידע ולפעול כחלק ממערכת גדולה אחת. באתר החומרה שלה מציינת IBM כי תשתית קריוגנית ניתנת להרחבה וקישור בין מודולים הם מרכיבים מרכזיים בדרך למערכות קוונטיות גדולות ועמידות לשגיאות.

היעד המרכזי של החברה הוא IBM Quantum Starling, מערכת קוונטית עמידה לשגיאות שאותה היא מתכננת לספק ב־2029. לפי מפת הדרכים של IBM, Starling אמורה לכלול 200 קיוביטים לוגיים ולהיות מסוגלת לבצע מעגלים בהיקף של 100 מיליון פעולות קוונטיות. מדובר עדיין ביעד עתידי של החברה ולא במערכת שכבר הושגה.

עוד קודם לכן מתכננת IBM להרחיב בהדרגה את הקישור בין מעבדים ומודולים. החברה רואה במבנה המודולרי דרך להימנע מהצורך לבנות מערכת קריוגנית יחידה וגדולה יותר בכל דור, ולאפשר הוספת מעבדים וקישורים ככל שמספר הקיוביטים גדל.

ההישג החדש אינו פריצת דרך בקירור לטמפרטורה שלא הושגה בעבר — מחשבי קוונטים מוליכי־על כבר פועלים בסביבות 15 מיליקלווין — אלא הדגמה הנדסית של יכולת לחבר יחידות קירור נפרדות למרחב קריוגני משותף שניתן להרחבה. זו הנקודה החשובה מבחינת הדרך למחשבים קוונטיים גדולים יותר.

הפוסט IBM חיברה שתי מערכות קירור קוונטיות: צעד בדרך למחשב Starling ב־2029 הופיע לראשונה ב-Chiportal.

IBM, החברה הישראלית קידמה (Qedma), אוניברסיטת שיקגו, Algorithmiq ושותפות מחקר נוספות פרסמו שלושה מאמרים שבהם הן מציגות הדגמות של יתרון קוונטי שניתן לבסס את האמון בתוצאותיו גם כאשר שיטות הסימולציה הקלאסיות המובילות אינן מספקות תשובה אמינה.

שלושת המאמרים הועלו ל־arXiv ב־27 וב־28 ביולי וטרם עברו ביקורת עמיתים. לפיכך מדובר בטענות ליתרון קוונטי שעדיין ייבחנו בידי הקהילה ובידי מפתחי אלגוריתמים קלאסיים, ולא בהכרעה סופית שלפיה מחשבים קוונטיים עדיפים באופן כללי על מחשבי־על.

החשיבות התעשייתית של העבודות נובעת מהמעבר ממדידת ביצועים המבוססת בעיקר על מספר הקיוביטים לעיסוק באמינות המערכת השלמה: המעבד הקוונטי, קודי איתור השגיאות, מודל הרעש, תוכנות הפחתת השגיאות ושכבת האימות.

קידמה מדגימה את QESEM על IBM Heron

במחקר שבו השתתפה קידמה הפעילו החוקרים מעגלים של עד 74 קיוביטים על מעבד IBM Heron r3. הניסוי דימה מגנט איזינג קוונטי הנתון לעירור מחזורי ונועד לעקוב אחר דינמיקת המגנטיזציה לאורך זמן.

תוכנת QESEM של קידמה שימשה להפחתת השפעת הרעש ולקבלת מדידות בדיוק של אחוזים בודדים. לפי המאמר, המערכת הקוונטית חשפה תנודות ממושכות שלא נראו באופן עקבי בשתי שיטות סימולציה קלאסיות מתקדמות.

סימולציות המבוססות על רשתות טנזור לא הצליחו להתכנס בתחום הקשה ביותר, ואילו תוצאותיה של שיטת Pauli-path נותרו תלויות ברמת הקיטום, למרות שימוש במעבדים גרפיים מתקדמים ובמחשב־העל פוגאקו של RIKEN.

החוקרים השתמשו בכמה אומדי הפחתת שגיאות בלתי תלויים, בדקו את מודל הרעש וחזרו על חלק מן המדידות במערכות מבוססות יונים לכודים של Quantinuum. ההתאמה בין המדידות חיזקה את הטענה שהמחשב הקוונטי מדד תופעה פיזיקלית ממשית ולא תוצר של רעש החומרה.

מבחינת קידמה, המחקר מדגים את תפקידה האפשרי של שכבת תוכנת הפחתת השגיאות במערכות קוונטיות מהדור הנוכחי. במקום להמתין למחשב בעל תיקון שגיאות מלא, QESEM נועדה להוציא תוצאות שימושיות ממעבדים רועשים באמצעות שילוב של דיכוי שגיאות, הפחתת שגיאות וניתוח סטטיסטי.

IBM ואוניברסיטת שיקגו שילבו אימות בתוך המעגל

במחקר נוסף בנו חוקרי IBM ואוניברסיטת שיקגו מעגל קוונטי בעל 70 קיוביטים לוגיים ובעומק 70, שכלל 468 שערי T. החישוב נפרס על 97 קיוביטים פיזיים וקודד באמצעות spacetime codes, המאפשרים לזהות שגיאות במהלך התפתחות המעגל.

באמצעות סינון הרצות שבהן התגלו תסמיני שגיאה השיגו החוקרים הפחתה של פי עשרה בשיעור השגיאות האפקטיבי. הם הציבו חסם תחתון כמותי לנאמנות התוצאה ברמת ביטחון של 95%, בלי לדרוש ממחשב קלאסי לחשב את הפלט המלא של המעגל.

גישה זו עשויה להיות חשובה למערכות קוונטיות עתידיות משום שהיא הופכת את האימות לחלק מארכיטקטורת החישוב, ולא לבדיקה חיצונית המתבצעת לאחר קבלת התוצאה.

Algorithmiq בודקת את תהליך החישוב

המחקר השלישי, בהובלת Algorithmiq ובשיתוף IBM וגופים נוספים, עסק באמידת operator Loschmidt echo במעגלים של 56 קיוביטים. בתחום שנבדק התקבלו תוצאות שונות מכמה שיטות סימולציה קלאסיות, ולא הייתה תשובת ייחוס מוסכמת.

החוקרים בדקו את עקביות התוצאות על פני כמה מערכות קוונטיות בעלות מאפייני רעש שונים. הם הראו גם כיצד אפשר להפיק אומדנים נטולי הטיה ותחומי שגיאה סטטיסטיים, בתנאי שמודל הרעש של המערכת ידוע במידה מספקת.

שכבת התוכנה הופכת לרכיב מרכזי

שלושת המחקרים מדגישים כי המרוץ הקוונטי אינו מוכרע באמצעות מספר הקיוביטים בלבד. איכות השערים, הקישוריות, קודי איתור השגיאות, תוכנת הפחתת השגיאות, היכולת לאפיין את הרעש והאינטגרציה עם מחשוב עתיר ביצועים נעשים חשובים לא פחות מן המעבד עצמו.

עבור תעשיית השבבים, התוצאות מצביעות על שלב ביניים אפשרי בין המעבדים הקוונטיים הרועשים של היום לבין מחשבים עתידיים בעלי תיקון שגיאות מלא. בשלב זה עשויים מעבדים קוונטיים לשמש מאיצים למשימות מדעיות מסוימות, כאשר סביבם פועלת שכבה נרחבת של עיבוד קלאסי ותוכנה.

השתתפותה של קידמה ממחישה גם את מקומה של התעשייה הישראלית בשכבת התוכנה של שרשרת הערך הקוונטית. החברה אינה מפתחת מעבד קוונטי, אלא טכנולוגיה שמטרתה לשפר את אמינות התוצאות המתקבלות מחומרה קיימת.

״אנחנו נמצאים כעת, באופן מוצק, בעידן היתרון הקוונטי״, אמר ג׳יי גמבטה, מנהל המחקר של IBM. ואולם IBM עצמה מבהירה כי פרסום הטענות אינו סוגר את הדיון: שלושת הניסויים יצטרפו למעקב ולהשוואה מול אלגוריתמים קלאסיים חדשים.

בשלב זה לא הודגמה עדיפות מסחרית כללית במשימות כמו פיתוח שבבים, תכנון תרופות, לוגיסטיקה או פיננסים. ההישג הוא ממוקד יותר: הצגת דרכים שבהן מחשב קוונטי יכול להגיע לתחום קשה לסימולציה קלאסית ועדיין לספק ראיות כמותיות לאמינות התוצאה.

מקורות:

• הפרסום המלא של IBM
• המאמר בהשתתפות קידמה
• המאמר של IBM ואוניברסיטת שיקגו
• המאמר בהובלת Algorithmiq

הפוסט IBM וקידמה מציגות תוצאות קוונטיות מעבר ליכולת הסימולציה הקלאסית הופיע לראשונה ב-Chiportal.

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.

הפוסט IBM הפעילה מעגל של 66 קיוביטים בחישוב חומר למעטפת כור היתוך הופיע לראשונה ב-Chiportal.

וייטנאם וישראל בוחנות הרחבת שיתופי פעולה בתחום הטכנולוגיות הקוונטיות, בעקבות ביקור שערך שגריר וייטנאם בישראל, נגויין קי סון, בחברת Qarakal Quantum הישראלית. הביקור התמקד במחשוב קוונטי, בפיתוח תשתיות מחקר ובאפשרויות לשיתופי פעולה בין אוניברסיטאות, מכוני מחקר וחברות טכנולוגיה משתי המדינות.

במהלך הביקור נפגש השגריר עם מנכ"ל Qarakal Quantum, ד"ר ניסן משכיל, עם סמנכ"ל הטכנולוגיות פרופ' נדב כץ, ועם צוות המדענים והמהנדסים של החברה. בפגישה השתתפה גם אנה פליוורט, סגנית נשיא יישום, חברת מסחור הידע של האוניברסיטה העברית בירושלים.

נציגי Qarakal Quantum והאוניברסיטה העברית הציגו בפני המשלחת הווייטנאמית התפתחויות עדכניות בתחום המחשוב הקוונטי, וכן יישומים אפשריים של טכנולוגיות קוונטיות במדע, בתעשייה, בביטחון ובחדשנות. המשלחת סיירה במעבדות מחקר ובמתקני קירור על־מוליכים מתקדמים, וקיבלה סקירה על ארכיטקטורות ואלגוריתמים קוונטיים מהדור הבא.

עניין וייטנאמי בטכנולוגיות עומק

במהלך הביקור הוצג למשלחת גם המחשב הקוונטי הראשון בישראל המבוסס על פיתוח מקומי, מערכת בת 20 קיוביטים שפותחה באוניברסיטה העברית בשיתוף רשות החדשנות, התעשייה האווירית, האוניברסיטה ויישום. מערכת כזו היא תשתית מחקרית חשובה: היא אינה מיועדת עדיין להחליף מחשבי־על קלאסיים, אך היא מאפשרת לבחון רכיבי חומרה, שיטות בקרה, תיקון שגיאות ואלגוריתמים קוונטיים בסביבה ישראלית עצמאית.

השגריר סון הציג את סדר העדיפויות של וייטנאם במדע, חדשנות וטרנספורמציה דיגיטלית. לדבריו, וייטנאם מבקשת להשקיע בטכנולוגיות אסטרטגיות שיכולות לשפר פריון, לחזק את התחרותיות ולתמוך בביטחון הלאומי. בין התחומים שהוזכרו: בינה מלאכותית, שבבים, טכנולוגיות קוונטיות, ביוטכנולוגיה ותחומים מתקדמים נוספים.

לדבריו, וייטנאם עוקבת מקרוב אחר התקדמות המחקר הקוונטי בעולם, ובונה בהדרגה יכולות מקומיות באמצעות השקעה בכוח אדם איכותי, הרחבת מחקר בסיסי וחיזוק הקשר בין אוניברסיטאות, מכוני מחקר וחברות טכנולוגיה.

הזדמנות לשיתוף פעולה ישראלי־וייטנאמי

הביקור משתלב במגמה רחבה יותר שבה מדינות אסיה מחפשות גישה לטכנולוגיות עומק, ובהן מחשוב קוונטי, שבבים ובינה מלאכותית. עבור ישראל, מדובר בהזדמנות לחזק קשרים עם שווקים מתפתחים בעלי עניין גובר במחקר יישומי ובתשתיות חדשנות. עבור וייטנאם, שיתוף פעולה עם חברות ומוסדות מחקר ישראליים עשוי לתרום להכשרת כוח אדם, לפרויקטים מחקריים משותפים ולהעברת ידע בתחומים שעדיין נמצאים בשלבי בנייה במדינה.

השגריר שיבח את הישגי ישראל בהייטק ובמחשוב קוונטי, וקרא להעמקת הקשרים בין מוסדות אקדמיים, מרכזי מחקר וחברות טכנולוגיה בשתי המדינות. לפי הדיווח, הביקור צפוי לייצר תנופה לשיתופי פעולה רחבים יותר בין ישראל לוייטנאם בטכנולוגיות מתקדמות, כחלק מיעדי וייטנאם ארוכי הטווח במדע, חדשנות וטרנספורמציה דיגיטלית.

הפוסט וייטנאם וישראל בוחנות שיתוף פעולה בתחום המחשוב הקוונטי הופיע לראשונה ב-Chiportal.

חברת קוונטום מאשינס הודיעה כי הצליחה להפעיל את מעבד ה־Novera של Rigetti Computing באמצעות פלטפורמת השליטה OPX1000 ותוכנת הכיול האוטומטי QUAlibrate, ולהגיע לרמת דיוק חציונית של 99.5% בשערים דו־קיוביטיים. בנוסף, החברה דיווחה על דיוק חציוני של 99.93% בשערים חד־קיוביטיים בכל תשעת הקיוביטים של המעבד.

הניסוי בוצע באתר של Rigetti, כאשר צוות של קוונטום מאשינס הפעיל וכייל את המעבד באמצעות מערך שליטה חיצוני מלא. לפי החברה, מדובר בביצועים הגבוהים ביותר שהושגו עד כה למערכת Novera מלאה בשיתוף עם ספק חיצוני של מערכות שליטה.

מעבר לנתון הטכני עצמו, ההכרזה חשובה משום שהיא מדגימה כי מעבדים קוונטיים מסחריים יכולים לפעול ברמת ביצועים גבוהה גם מחוץ לסביבת השליטה המקורית של היצרן. זהו צעד בכיוון של תעשייה פתוחה ומודולרית יותר, שבה מעבד קוונטי, מערכת שליטה, תוכנות כיול ותשתיות מחשוב קלאסיות יכולים להגיע מחברות שונות ולהשתלב למערכת אחת.

השליטה בקיוביטים הופכת לשכבת תשתית

קוונטום מאשינס אינה מפתחת את הקיוביטים עצמם, אלא את שכבת השליטה, התזמור והכיול של מחשבים קוונטיים. מערכת OPX1000 שלה אחראית על הפעלת הקיוביטים בזמן אמת באמצעות פולסים מדויקים, סנכרון בין רכיבי המערכת, ביצוע מדידות, הפעלת לולאות משוב ואופטימיזציה של הביצועים.

לצד החומרה, החברה מפעילה את QUAlibrate, תוכנה לאוטומציה של תהליכי כיול במחשבים קוונטיים. כיול הוא אחד מצווארי הבקבוק המרכזיים בתחום: כל קיוביט דורש כיוון של פרמטרים רבים, והפרמטרים האלה משתנים עם הזמן ומשפיעים זה על זה. ככל שמספר הקיוביטים גדל, כיול ידני נעשה איטי ומורכב יותר, ולכן אוטומציה של תהליכי הכיול הופכת לרכיב תשתיתי חיוני.

בניסוי הנוכחי, העבודה כללה כיול אוטומטי, כיוון מקבילי של רכיבי המערכת, אופטימיזציה של השליטה בזמן אמת ומעקב אחר ביצועי המערכת כולה. התוצאה הייתה ביצועים יציבים בכל 11 החיבורים הזמינים בין זוגות קיוביטים במעבד Novera.

Rigetti מספקת את המעבד, קוונטום מאשינס את שכבת ההפעלה

Rigetti Computing היא אחת החברות הבולטות בתחום המחשוב הקוונטי מבוסס מוליכי־על. מעבד Novera הוא מעבד קוונטי מסחרי בן 9 קיוביטים, המיועד לפריסה מקומית במעבדות מחקר ופיתוח. לפי Rigetti, Novera מבוסס על ארכיטקטורת Ankaa של החברה, הכוללת סידור ריבועי של קיוביטים ומצמדים ניתנים לכיוון.

השילוב בין Novera לבין מערכת השליטה של קוונטום מאשינס אינו רק הדגמה נקודתית. הוא משתלב במגמה שבה לקוחות בתחום הקוונטום, ובהם מעבדות לאומיות, מוסדות מחקר וחברות טכנולוגיה, מבקשים גישה פתוחה וגמישה יותר למערכות קוונטיות. במקום לקבל “קופסה סגורה” מספק יחיד, הם יכולים לשלב מעבד של יצרן אחד עם מערכות שליטה, תוכנות וכלי כיול של ספקים אחרים.

אנדרו בסטוויק, סגן נשיא בכיר למערכות קוונטיות ב־Rigetti, אמר כי התוצאות מדגימות את הבשלות הגוברת של האקוסיסטם הקוונטי הרחב, ואת האפשרות להגיע לביצועים גבוהים באמצעות ערימות שליטה ותוכנה חיצוניות.

המשמעות: מחשבים קוונטיים גדולים ידרשו אקוסיסטם פתוח

המחשוב הקוונטי עדיין רחוק מהיקפים מסחריים רחבים, אך התעשייה כבר מתמודדת עם בעיית סקלביליות ברורה: ככל שמספר הקיוביטים גדל, עולה גם המורכבות של השליטה, הכיול והתחזוקה של המערכת. לכן, לא מספיק לשפר את איכות הקיוביטים עצמם. יש צורך בתשתיות שיאפשרו להפעיל מערכות גדולות, לשמור על רמת שגיאות נמוכה ולחזור על התהליך בסביבות שונות.

לדברי איתמר סיון, מנכ"ל קוונטום מאשינס, ככל שהמערכות גדלות, כיול ותזמור הופכים לאתגרי תשתית בסיסיים. לדבריו, עתיד המחשוב הקוונטי לא תלוי רק בקיוביטים טובים יותר, אלא גם ביכולת להפעיל מערכות מורכבות בסביבות שונות ובאמינות גבוהה.

ההישג הנוכחי אינו הופך את Novera למחשב קוונטי מסחרי כללי, ואינו משנה לבדו את מצב התחום. אך הוא מדגים רכיב חשוב בדרך לשם: היכולת לחבר בין מעבד קוונטי מסחרי לבין מערכת שליטה חיצונית, ולשמור על ביצועים ברמה שמוגדרת כיעד על ידי יצרנית המעבד.

עבור קוונטום מאשינס, זו גם הוכחה למיצוב שלה כספקית תשתית במחשוב קוונטי. במקום להתחרות ישירות ביצרניות הקיוביטים, החברה מבקשת להפוך לשכבת ההפעלה של מערכות קוונטיות מסוגים שונים – ממוליכי־על ועד פלטפורמות אחרות – ולספק את הבקרה, הכיול והאורקסטרציה שיידרשו למערכות גדולות יותר.

Novera מוגדר על ידי Rigetti כמעבד QPU מסחרי בן 9 קיוביטים המיועד לפריסה מקומית, ומבוסס על ארכיטקטורת Ankaa עם קיוביטים בסריג ריבועי ומצמדים ניתנים לכיוון. (Rigetti Computing) ההקשר הרחב יותר הוא ש־Quantum Machines ו־Rigetti כבר הדגימו בעבר כיול אוטומטי של Novera במסגרת אתגר AI for Quantum Calibration, שבו הודגש כי כיול הפך לצוואר בקבוק מרכזי בסקיילינג של מערכות קוונטיות. (Quantum Machines)

הפוסט קוונטום מאשינס הפעילה מעבד של Rigetti ברמת דיוק של 99.5% בשערים דו־קיוביטיים הופיע לראשונה ב-Chiportal.

IBM ומשרד המסחר האמריקאי הודיעו על מכתב כוונות להקמת מפעל ייעודי ראשון מסוגו בארה״ב לייצור פרוסות שבבים קוונטיים. המפעל יוקם באמצעות חברה חדשה ונפרדת של IBM בשם Anderon, שתפעל מאולבני, ניו יורק, ותתמקד בייצור פרוסות שבבים קוונטיים בקוטר 300 מ״מ עבור ספקי חומרה קוונטית. לפי ההודעה, משרד המסחר האמריקאי מתכנן להעמיד לטובת המהלך מיליארד דולר במסגרת חוק השבבים והמדע, ו־IBM תשקיע מיליארד דולר נוספים במזומן, לצד קניין רוחני, נכסים וכוח אדם מיומן. בשלב זה מדובר במכתב כוונות, והקמת החברה והמימון כפופים למשא ומתן ולחתימה על מסמכים מחייבים.

המהלך הוא חלק מתוכנית רחבה יותר של משרד המסחר, הכוללת מכתבי כוונות עם תשע חברות בהיקף כולל של 2.013 מיליארד דולר. לפי NIST, הכספים מיועדים לחיזוק האקוסיסטם הקוונטי בארה״ב, לרבות שתי חברות פאונדרי קוונטי ושבע חברות מחשוב קוונטי. לצד IBM, גם GlobalFoundries צפויה לקבל מימון מתוכנן של 375 מיליון דולר להקמת יכולת ייצור קוונטית מקומית, שתשרת ארכיטקטורות שונות של מחשוב קוונטי.

Anderon אמורה לשמש פאונדרי ייעודית לייצור פרוסות קוונטיות, תחילה עבור קיוביטים מוליכי־על ורכיבי אלקטרוניקה תומכים, ובהמשך ייתכן שגם עבור מודאליות קוונטיות נוספות. IBM מציינת כי המפעל יתבסס על תהליכי 300 מ״מ מתקדמים, לרבות חיווט מוליך־על, מוליכים אנכיים דרך סיליקון, בליטות חיבור, ערכות תכנון תהליך, בדיקות פרוסה בתהליך ואפיון ייצור. מבחינת תעשיית השבבים, זהו ניסיון להעביר חלק מרכזי מייצור החומרה הקוונטית ממעבדות מחקר ותהליכים ייעודיים בקנה מידה קטן אל תשתית ייצור הדומה יותר לעולם המיקרואלקטרוניקה המתקדמת.

ההקשר התעשייתי רחב יותר מהמהלך של IBM לבדה. משרד המסחר מציג את ההשקעות כחלק ממדיניות לבניית יכולת ייצור מקומית לטכנולוגיות קוונטיות, מתוך תפיסה שהתחום רלוונטי לביטחון לאומי, חומרים מתקדמים, פיתוח תרופות, מודלים פיננסיים ומערכות אנרגיה. התוכנית כוללת חברות הפועלות בכמה גישות למחשוב קוונטי, בהן אטומים ניטרליים, קיוביטי ספין בסיליקון, מוליכי־על, פוטוניקה ויונים לכודים.

IBM מגיעה למהלך מעמדת ניסיון משמעותית בתחום. החברה מדווחת כי פרסה יותר מ־90 מערכות קוונטיות ברחבי העולם, וכי האקוסיסטם שלה כולל יותר מ־325 חברות Fortune 500, סטארטאפים, אוניברסיטאות וגופים ממשלתיים המשתמשים במערך המחשבים הקוונטיים שלה למחקרים בכימיה, ביולוגיה, מדעי החומרים ותחומים נוספים. IBM גם מציגה מפת דרכים שלפיה בכוונתה לספק עד 2029 מחשב קוונטי בקנה מידה גדול ועמיד לתקלות ללקוחות מסחריים.

מבחינת שוק השבבים, החשיבות של Anderon אינה רק בהיקף ההשקעה, אלא ביצירת שכבת ייצור ייעודית לתעשיית מחשוב שעדיין נמצאת בשלב מעבר ממחקר לטכנולוגיה מסחרית. אם המהלך יבשיל, הוא עשוי לאפשר לספקי חומרה קוונטית להסתמך על קיבולת ייצור אמריקאית מתקדמת, במקום לבנות כל אחד תהליך ייצור ייחודי משלו. בכך הוא עשוי להפוך את שרשרת האספקה הקוונטית לדומה יותר למודל הפאונדרי המוכר בתעשיית השבבים, אך עם התאמות עמוקות לדרישות של קיוביטים, חומרים מוליכי־על, אריזות מתקדמות ובדיקות קריוגניות.

הפוסט IBM ומשרד המסחר האמריקאי מקימים מפעל ייעודי לשבבים קוונטיים בארה״ב הופיע לראשונה ב-Chiportal.

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 Transistors דיווחה כי הגיעה לנאמנות (fidelity) של 99.9988% בשער קוונטי דו־קיוביטי במעבד קוונטי מבוסס יהלום, נתון שמתורגם לשגיאה ממוצעת של כ־1.2×10⁻⁵ לכל שער – רמה שמקרבת את התחום לאזור שבו תיקון שגיאות קוונטי הופך ליעיל יותר, ולכן גם למחשוב קוונטי שמסוגל “להתרומם” מעבר להדגמות מעבדה.

כיתוב תמונה מוצע: קיוביטים מבוססי יהלום (NV centers) הם פלטפורמה במצב מוצק שיכולה לעבוד מטמפרטורת חדר ועד תנאים קריוגניים – אילוסטרציה: depositphotos.com

מה נמדד כאן, ולמה המספר חשוב

במערכות קוונטיות כל פעולה בסיסית – “שער קוונטי” – חייבת להתבצע בדיוק קיצוני. “נאמנות” היא מדד לכמה הפעולה שבוצעה קרובה לפעולה האידיאלית. כשהנאמנות נמוכה, יש יותר שגיאות, ואז נדרשת שכבה עבה ויקרה של תיקון שגיאות שמבזבזת משאבים.

במאמר שעלה ל־arXiv בשבוע השני של דצמבר 2025 מתואר שילוב של הנדסת פולסים (pulses) עם מדידת ביצועים בשיטת Randomized Benchmarking על גבי מרכז חנקן־חלל (NV center) ביהלום. החוקרים מציגים שיפור בשגיאה לשער של עד פי תשעה, ומציינים כי בהשלכה לתנאים קריוגניים מתקבל נתון שיא של שגיאה דו־קיוביטית של 1.2×10⁻⁵ – כלומר נאמנות של 99.9988%.

“PUDDINGs”: פולסים שמגנים מפני כמה סוגי רעש בו־זמנית

הלב של ההישג הוא טכניקת בקרה בשם PUDDINGs – ראשי תיבות של Power-Unaffected, Doubly-Detuning-Insensitive Gates. הרעיון הוא לעצב את פולסי הבקרה כך שיהיו עמידים יותר גם לשגיאות בעוצמה (amplitude/power) וגם לשגיאות בתדר/דיטיון (detuning), שני מקורות נפוצים לרעש במערכות קוונטיות. במאמר מתואר שהטכניקה גורמת לכך שהשגיאה “קטנה מהר יותר” עם שיפור הבקרה – כלומר ירידה ריבועית במקום ליניארית בהשפעת הרעש, מה שמאפשר קפיצה חדה יותר בביצועים ככל שמשפרים את ההנדסה.

בחברה מדגישים גם היבט תשתיתי: פלטפורמת יהלום במצב מוצק יכולה לעבוד מטמפרטורת חדר ועד קריוגניה, ולכן עשויה לצמצם תלות במערכות קירור דילול יקרות במיוחד – מה שמוזיל ומפשט תפעול של מערכות גדולות.

Quantum Transistors היא חברה ישראלית שנוסדה ב־2022 ומנוהלת בידי שמואל בכינסקי, שמנסה לתרגם את יתרונות היהלום – יציבות ושילוב טבעי עם פוטוניקה – למסלול ייצור בקנה מידה תעשייתי, עם יעד מוצהר להשתלבות עתידית בתשתיות ענן ומרכזי נתונים.

הפוסט Quantum Transistors מדווחת על נאמנות של 99.9988% בשער דו־קיוביטי מבוסס יהלום הופיע לראשונה ב-Chiportal.

כבר קרוב ל-50 שנה שמחשבים הפכו להיות חלק מהותי מחיינו אך כעת עומדת להכנס לחיינו טכנולוגית מיחשוב חדשה אשר עשוי לשנות את העולם ביכולות ובביצועים שלא היו קיימים עד כה. מחשוב קוונטי הוא דור חדש של טכנולוגיה המשתמש בחומרת מחשבים ואלגוריתמים המנצלים את מכניקת הקוונטים כדי לפתור בעיות מורכבות שמחשבים קלאסיים אינם יכולים לפתור או שאינם יכולים לפתור מספיק מהר.

מחשבי הקוונטום של חברת יבמ מבוססים על חומרה קוונטית אמיתית ההופכת את הטכנולוגיה הקוונטית לזמינה למאות אלפי מפתחים. מאמר זה עוסק בטכנולוגיה הטרנספורמטיבית הזו וביתרונותיה לעולם עיבוד הנתונים.

מדוע אנחנו צריכים מחשבים קוונטיים?

כאשר מדענים ומהנדסים נתקלים בבעיות קשות, הם פונים למחשבי-על. מדובר במחשבים קלאסיים גדולים מאוד הכוללים לרוב אלפי ליבות מעבד ומעבדים גרפיים קלאסים( GPUs) המסוגלים להריץ חישובים גדולים מאוד ונעזרים גם בבינה מלאכותית מתקדמת. עם זאת, אפילו מחשבי-על הם מכונות מבוססות קוד בינארי הנשענות על טכנולוגיית הטרנזיסטורים של המאה העשרים. כאשר מדובר בעיבודים בדרגה גבוהה של מורכבות גם מחשבי העל נאבקים כדי להתמודד עם אותן בעיות חישוביות.

בעיות חישוביות מורכבות הן בעיות עם הרבה משתנים המקיימים אינטראקציה בדרכים מסובכות. למשל מודל התנהגות של אטומים בודדים במולקולה היא בעיה מורכבת, בגלל כל האלקטרונים השונים באינטראקציה זה עם זה. זיהוי דפוסים עדינים של הונאה בעסקאות פיננסיות אף הוא מורכב מאד. כלומר יש בעיות שאפילו המחשבים הקלאסים החזקים ביותר של ימנו אינם יודעים לפתור.

מדוע מחשבים קוונטיים מהירים יותר?

בואו נסתכל על דוגמה הממחישה כיצד מחשבים קוונטיים יכולים להצליח במקום שבו מחשבים קלאסיים נכשלים?

מחשב קלאסי עשוי להיות מצוין במשימות קשות כמו מיון מסד נתונים גדול של מולקולות. אבל הוא נאבק לפתור בעיות מורכבות יותר, כמו הדמיה של איך המולקולות האלה מתנהגות.

כיום, אם מדענים רוצים לדעת איך מולקולה תתנהג הם חייבים לסנתז אותה ולהתנסות איתה בעולם האמיתי. אם הם רוצים לדעת כיצד תיקון קל ישפיע על ההתנהגות שלה, הם צריכים לסנתז את הגרסה החדשה ולהפעיל את הניסוי שלהם מחדש. זהו תהליך יקר הגוזל זמן רב ומונע התקדמות בתחומים מגוונים כמו רפואה או תכנון שבבים מתקדמים המורכבים ממילארדי טרנזיסטורים המייצגים לפעמים מאות מליוני קישורים בינהם.אך לאף מחשב על קלאסי אין את זיכרון העבודה הדרוש כדי לטפל בכל התמורות האפשריות של התנהגות מולקולרית.

אלגוריתמים קוונטיים נוקטים בגישה חדשה לסוגים של בעיות מורכבות כאלה עי" יצירת מרחבי חישוב רבי-ממדיים המסוגלים לבצע הדמיה מולקולרית בכל הצורות האפשריות.

איך מחשבים קוונטיים עובדים?

מעבד IBM Quantum הוא שבב לא גדול בהרבה מזה הנמצא במחשבים ניידים. ומערכת חומרה קוונטית היא בערך בגודל של מכונית, המורכבת ברובה ממערכות קירור כדי לשמור על המעבד המוליך בטמפרטורת הפעולה הקרה במיוחד שלו.

מעבד קלאסי משתמש בביטים קלאסיים לביצוע פעולותיו. מחשב קוונטי משתמש בקיוביטים (CUE-bits) כדי להפעיל אלגוריתמים קוונטיים רב-ממדיים.

סביר להניח שלמחשב השולחני שלכם מספיק מאוורר רגיל כדי לקרר אותו ולאפשר לו לעבוד כראוי. המעבדים הקוונטיים צריכים להיות קרים מאוד – למען הדיוק כמאית המעלה מעל האפס המוחלט – כדי למנוע "דה-קוהרנטיות", או לשמור על המצבים הקוונטיים שלהם. כדי להשיג זאת, יש צורך להשתמש בנוזלי-על מקוררים במיוחד. בטמפרטורות נמוכות אלו חומרים מסוימים מציגים השפעה מכאנית קוונטית חשובה: אלקטרונים נעים דרכם ללא התנגדות. זה הופך אותם ל"מוליכים". כאשר אלקטרונים עוברים דרך מוליכים הם מתאימים זה לזה ויוצרים "זוגות קופר". זוגות אלה יכולים לשאת מטען על פני מחסומים, או מבודדים, באמצעות תהליך המכונה מינהור קוונטי. שני מוליכים הממוקמים משני צידיו של מבודד יוצרים צומת ג'וזפסון.

כיצד ניתן להפוך מחשבים קוונטיים לשימושיים?

נכון לעכשיו, מחשב הקוונטום של יבמ מוביל את העולם בחומרה ותוכנה למחשוב קוונטי. מפת הדרכים של יבמ כוללת תוכנית ברורה ומפורטת להרחבת מעבדים קוונטיים, במטרה להתגבר על בעיית קנה המידה ולבנות את החומרה הדרושה לנטרול רעשים ומחשוב קוונטי יעיל.

נושא הרעשים הוא קריטי במיוחד במחשוב קוונטי מכיוון שאפילו רעש סביבתי קל כמו רעידות, תנודות טמפרטורה או הפרעות אלקטרומגנטיות עלולות להכניס שגיאות בקיוביטים אשר ישבשו את  החישובים ויובילו לתוצאות לא מדויקות. ככל שלמערכת יש יותר קיוביטים, כך היא הופכת להיות רגישה יותר לרעש. לכן חלק גדול מהעבודה בתחום המחשוב הקוונטי מוקדשת כעת למניעת השפעת הרעשים במחשבים קוונטיים וליצוב התוצאות המתקבלות בהם.

הפוסט מהו מחשוב קוונטי? הופיע לראשונה ב-Chiportal.