יבמ הציגה מחשב קוונטי עם מעבד בעל 50 סיביות

יבמ (IBM) הכריזה על פריצת דרך בתחרות נגד ענקיות ההיי-טק, כאשר בנתה מחשב קוונטי רב-עוצמה.

מדעני הענק הכחול הצליחו לבנות דגם אבטיפוס של מעבד עם 50 סיביות קוונטיות, qbit. זו הפעם הראשונה שחברה כלשהי בעולם הצליחה לבנות מחשב קוונטי בסדר גודל כזה.

החברה הציגה שני שדרוגים משמעותיים למערכות הקוונטיות הראשונות שלה, המיועדות ליישומים מסחריים ונגישות באמצעות הרשת, IBM Q. השדרוגים מבטאים התקדמות מהירה אותה רושמת החברה בתחום החומרה במערכות קוונטיות, כאשר במקביל היא פועלת בתחומי התוכנה, היישומים והנגשת הטכנולוגיה הזאת.

מערכות קוונטיות ראשונות מדגמי IBM Q שיהיו זמינות בגישה מקוונת, יציעו מעבד בן 20 סיביות קוונטיות, ושיפורים בתכנון מוליכות העל של הסיבית הקוונטית, הקישוריות והמארז. הזמן הקוהרנטי (Coherence time – הוא משך הזמן בו ניתן לבצע חישוב קוונטי) של הסיבית במחשב של יבמ הוא עתה המוביל בתחום, עם זמן ממוצע של 90 מילי-שניות – משך זמן המאפשר ביצוע פעולות חישוב קוונטי ברמה גבוהה של מהימנות.

החברה הצליחה גם לבנות מעבד, הכולל 50 סיביות קוונטיות ולמדוד את ביצועיו בפועל. נמצא כי גם ב-50 סיביות, המעבד שומר על רמת ביצועים דומה במונחים של זמן קוהרנטי. המעבד החדש מהווה הרחבה של הארכיטקטורה בה משתמשת החברה במעבדי 20 סיביות קוונטיות, והוא צפוי להיות זמין כבר בדור הבא של מערכות IBM Q.

IBM 50Q System. צילום: יח"צ יבמ

לקוחות יוכלו לגשת באמצעות הרשת אל עולמות המחשב של מערכות IBM Q הראשונות כבר בסוף השנה. במהלך 2018 מתוכננת סדרת שדרוגים נוספת. הענק הכחול מתמקד בהבטחת הזמינות של מערכות מחשוב קוונטי ליישומים אוניברסליים הניתנות להרחבה מדורגת. מערכות כאלה יאפשרו ללקוחות לבחון שימוש ביישומים פרקטיים, הנשענים על היכולות החדשות שלהן.

ההתקדמות הנוכחית בתחום החומרה הקוונטית של החברה היא תוצאה ישירה של פיתוח לאורך שלושה דורות טכנולוגיים, מאז מאי 2016, אז היא השיקה מחשב קוונטי עובד, הזמין לגישה מקוונת. ב-18 החודשים שחלפו מאז ההשקה, יבמ העלתה לשימוש מקוון מערכות בעלות 5 סיביות קוונטיות, ואחריה מערכות בעלות 16 סיביות כאלה. הצוות של החברה הצליח, בתוך שישה חודשים, להכפיל את משך הזמן הקוהרנטי במעבד בן 20 סיביות קוונטיות, בהשוואה למעבדים בני 5 ו-16 סיביות, הזמינים כבר לשימוש הציבור.

במסגרת תוכנית ההתנסות שלה, IBM Q Experience, יותר מ-60 אלף משתמשים הריצו יותר מ-1.7 מיליון ניסויים קוונטיים – המהווים תשתית ליותר מ-35 מאמרים מדעיים של חוקרים מחוץ ליבמ עצמה.

לדברי עודד כהן, סגן נשיא ביבמ העולמית ומנהל מנהל מעבדת המחקר של יבמ בחיפה, "משמעות ההכרזה היא שאנו מעמידים במהירות מערכות קוונטיות וכלים חדשים זמינים לשימוש רחב, באופן המסייע בניצול היכולות יוצאות הדופן בהתמודדות עם בעיות החורגות מקנה המידה עימו מסוגלות להתמודד מערכות מחשוב קלאסיות".

מחשוב קוונטי נושא עימו הבטחה לפתור בעיות מסוימות, דוגמת סימולציות של תהליכים כימיים וסוגים של אופטימיזציות, שהיקפן יחרוג לעולם מעבר ליכולותיהם של מחשבים קלאסיים.

במאמר מדעי שפורסם באחרונה ב-Nature, צוות IBM Q הציג דרך חלוצית חדשה לבחינת בעיות בכימיה, באמצעות שימוש בחומרה קוונטית. זו עשויה לשנות בעתיד את האופן שבו מגלים תרופות וחומרים חדשים.

המחשוב הרגיל מבוסס על העיקרון הבינארי, ועושה שימוש בביטים, ספרות שמייצגות ערך אחד – 1 או 0. מחשוב קוונטי מבוסס על יחידות qbit, המייצגות בעת ובעונה אחת גם ערך 0 וגם ערך 1. אם הן מוצבות באופן "שזור" – משמע נפרדות זו מזו פיזית, אבל פועלות כאילו הן מחוברות – עם יחידות qbit נוספות, הן יכולות לייצג מספר עצום של ערכים בבת אחת. אז, מגבלות כוח המחשוב הנוכחיות מאבדות כל משמעות.