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.

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.