חברה סינית מדווחת כי פיתחה שבב מחשוב קוונטי אופטי חדש, שלטענתה מסוגל לעבד עומסי בינה מלאכותית במהירות הגבוהה עד פי אלף מזו של מעבדי ה-GPU של אנבידיה. השבב, שמוגדר על ידי מפתחיו כ"ראשון מסוגו בקנה מידה תעשייתי", מבוסס על פוטוניקה משולבת ומיועד להשתלב במערכות מסחריות בתחומי התעופה, הפיננסים ותחומים נוספים – כך לפי דיווח ב-South China Morning Post שמצוטט באתר Tom’s Hardware.

את השבב מפתחת Chip Hub for Integrated Photonics Xplore (CHIPX), מרכז פיתוח סיני המתמחה במחשוב קוונטי פוטוני. במקום שימוש באלקטרונים ובמתגים אלקטרוניים, השבב עושה שימוש בפוטונים – חלקיקי אור – כנושאי המידע הקוונטי. לטענת החברה, מדובר בפלטפורמת מחשוב קוונטי "רב-שימושית וניתנת לפריסה", ולא במערכת ניסיונית במעבדה בלבד. כל פרוסת סיליקון בקוטר שישה אינץ' מכילה יותר מאלף רכיבים אופטיים בעיצוב מונוליתי קומפקטי, מה שהופך את המערכת כולה לקטנה בהרבה ממחשבי קוונטום מסורתיים.

אחד היתרונות המרכזיים של ארכיטקטורה פוטונית הוא הפחתת פליטת החום וצריכת האנרגיה. אור אינו תופס כמעט נפח, אינו מחמם את השבב כמו זרמי חשמל, נע במהירות גבוהה יותר ויכול לשאת יותר מידע במקביל. בעולם שבו מרכזי נתונים לבינה מלאכותית צורכים כמויות חשמל אדירות, ארכיטקטורות חישוב מבוססות אור מושכות תשומת לב הולכת וגוברת – לא רק בסין. גם אנבידיה עצמה משקיעה בשנים האחרונות בטכנולוגיות פוטוניות ואריזות משולבות (co-packaged optics) לקלאסטרי בינה מלאכותית.

לפי CHIPX, עיצוב השבב ומארז הפוטוניקה-אלקטרוניקה החדש מאפשרים התקנה ופריסה של מערכת קוונטית בתוך כשבועיים בלבד, לעומת כ-6 חודשים הנדרשים בדרך כלל להקמה ותזמור של מחשב קוונטי קלאסי בקירור עמוק. עוד נטען כי ניתן לשלב מספר שבבים במקביל, בדומה לדרך שבה מחברים מעבדי GPU במערכות בינה מלאכותית, ולהגדיל כך את המערכת עד פוטנציאל של מיליון קיוביטים – אם כי נתונים מפורטים על מספר הקיוביטים הפעיל כיום לא פורסמו.

לצד ההצהרות מרשימות, הדיווחים מצביעים גם על מגבלת מפתח: ייצור. החומרים והמבנה הפוטוני העדין מקשים על ייצור המוני, והמפעלים האחראים על השבב מייצרים לפי שעה כ-12 אלף פרוסות סיליקון בשנה, שכל אחת מהן מניבה "כ-350 שבבים". מדובר בהיקף נמוך יחסית לתעשיית השבבים המסורתית, שבה מפעלי ענק מייצרים מאות אלפי פרוסות בחודש. ללא קפיצה משמעותית בתפוקה ובאמינות הייצור, יהיה קשה לשבב כזה להפוך למרכיב סטנדרטי במרכזי נתונים.

גם מבחינת מדע המחשוב הקוונטי, נותרות שאלות פתוחות. לא ברור באילו מבחני ביצועים נמדדה הטענה ל"פי אלף מהירות" מול מעבדי אנבידיה, אילו סוגי עומסי בינה מלאכותית נבדקו ועד כמה מדובר במשימות ייעודיות שנבחרו כך שייטיבו עם ארכיטקטורה קוונטית. עד היום רוב הדגמות ה"עלייה על המחשב הקלאסי" (quantum advantage) בעולם נעשו על בעיות מתמטיות צרות ולא על יישומים רחבים של למידת מכונה.

עם זאת, עצם קיומו של שבב קוונטי אופטי קומפקטי, הניתן לכאורה לשילוב במערכות מסחריות בפרק זמן קצר, מדגיש את המרוץ הגלובלי להאצת בינה מלאכותית באמצעים חדשים. סין מצהירה בגלוי על רצונה לעקוף את המערב ביכולות מחשוב קוונטי, והפיתוח של CHIPX מצטרף לשורה של הכרזות אחרות – מסופר-מחשבים לקוונטום ועד חומרים מתקדמים. מנגד, ענקיות מערביות כמו גוגל, IBM ואנבידיה משקיעות גם הן מיליארדי דולרים בפיתוח שבבים קוונטיים ופתרונות פוטוניים משלהן.

נכון לעכשיו, השבב החדש של CHIPX מסמן בעיקר את כיוון התנועה: מעבר הדרגתי ממחשבים קוונטיים מסורבלים במעבדות לכיוון מערכות קטנות יותר, מודולריות וקרובות יותר לשוק. הדרך משם ועד תחליף מלא למערכי ה-GPU הקלאסיים עדיין ארוכה, אבל התחרות על מי יהיה זה שיספק את "מנוע הקוונטום" לבינה המלאכותית של העשור הבא – כבר בעיצומה.

הפוסט שבב קוונטי סיני חדש: מהיר פי אלף ממעבדי אנבידיה – אבל עדיין רחוק מייצור המוני הופיע לראשונה ב-Chiportal.

ענקית המחשוב IBM הציגה היום התקדמות משמעותית בדרכה להשגת יתרון קוונטי עד סוף 2026, ולבניית מחשב קוונטי עמיד בפני שגיאות עד 2029. בכנס המפתחים השנתי של IBM Quantum, חשפה החברה את IBM Quantum Nighthawk – המעבד הקוונטי המתקדם ביותר שלה עד כה, שתוכנן במיוחד לעבודה עם תוכנה קוונטית מתקדמת, כדי להשיג יתרון קוונטי כבר בשנה הבאה.

יתרון קוונטי הוא שלב בבשלות הטכנולוגיה של מחשוב קוונטי המוכיח מסוגלות לפתור בעיה טוב יותר מכל שיטה המבוססת על מחשוב קלאסי (בינארי) בלבד. כדי להגיע ליתרון קוונטי מוכח בעזרת חומרה קוונטית, מפתחים צריכים שליטה מדויקת מאוד במעגלים הקוונטיים, ושילוב של מחשבים קלאסיים עתירי ביצועים (HPC – מחשבי-על) כדי לצמצם שגיאות שמתרחשות בזמן החישוב. IBM צופה כי היישומים הראשונים של יתרון קוונטי מוכח יאושרו על ידי קהילת החוקרים הבינלאומית עד סוף 2026.

“ישנם עמודי תווך רבים בדרך להצגת מחשוב קוונטי שימושי באמת לעולם”, אמר ג'יי גמבטה, מנהל המחקר העולמי של IBM. “אנחנו מאמינים ש-IBM היא החברה היחידה שנמצאת בעמדה להמציא ולהציג במהירות את החומרה, התוכנה, יכולות הייצור וטכנולוגיית תיקון השגיאות למחשוב הקוונטי, כדי לאפשר יישומים מהפכניים”.

מעבד IBM Quantum Nighthawk החדש, שיימסר לקהילת החוקרים ומשתמשי IBM כבר בסוף השנה הנוכחית, יכלול 120 קיוביטים (מעבדים קוונטיים) המחוברים זה לזה באמצעות 218 מקשרים (couplers) מהדור הבא – גידול של יותר מ-20% ביחס לדגם המעבדים הקודם IBM Quantum Heron. הקישוריות המשופרת הזו תאפשר למשתמשים להריץ מעגלים קוונטיים מדויקים יותר, בעלי מורכבות חישובית הגבוהה ב-30% מזו של הדור הקודם, תוך שמירה על שיעור שגיאות נמוך.

הארכיטקטורה הנוכחית של המעבדים תאפשר התמודדות עם בעיות חישוב מורכבות הדורשות עד 5,000 שערים של צמדי קיוביטים – הפעולות הבסיסיות ליצירת שזירה (entanglement) קוונטית. IBM מצפה שגרסאות עתידיות של Nighthawk יגיעו ל-7,500 שערים עד סוף 2026, ול-10,000 שערים עד 2027. עד 2028, מערכות המבוססות על Nighthawk עשויות לתמוך בעד 15,000 שערים בזכות חיבור של 1,000 קיוביטים ומעלה.

במקביל, IBM מתקדמת במהירות לבניית המחשב הקוונטי הראשון בעולם בקנה מידה גדול שיהיה חסין לשגיאות וסימנה כיעד את שנת 2029. במסגרת זו החברה הכריזה על IBM Quantum Loon – מעבד ניסיוני שמדגים לראשונה כי IBM הצליחה לשלב את כל רכיבי הליבה הדרושים למחשב קוונטי חסין שגיאות. המעבד יבחן ארכיטקטורה חדשה שתאפשר יישום והרחבה של רכיבי תיקון שגיאות קוונטיים בצורה יעילה ומעשית.

בנוסף, IBM הודיעה כי הצליחה להשתמש בחומרה קלאסית כדי לפענח שגיאות בזמן אמת בדיוק של פחות מ-480 ננו-שניות – הישג הנדסי שהושג שנה מוקדם מהצפוי. יחד עם Loon, פריצות דרך אלו מציבות את אבני היסוד להרחבת הטכנולוגיה המבוססת על קיוביטים מוליכי-על מהירים ומדויקים – ליבת מערכות המחשוב הקוונטיות של IBM.

הפוסט IBM חושפת מעבד קוונטי מתקדם מסוגו הופיע לראשונה ב-Chiportal.