"שימוש מסחרי תוך שנים": מיקרוסופט חושפת שבב קוונטי חדש
ענקית הטכנולוגיה חשפה שבב בארכיטקטורה חדשה, שלטענתה יאפשר הגעה של מחשבים קוונטיים לשימוש בקנה מידה תעשייתי מוקדם מהצפוי. החברה מבטיחה מהפכה בתחום, אך מודה כי נדרשות עוד שנים של פיתוח
מיקרוסופט חושפת שבב קוונטי בארכיטקטורה חדשה, שלדבריה מהווה פריצת דרך במחשוב קוונטי ויאפשר הגעה של מחשבים קוונטיים לשימוש בקנה מידה תעשייתי בתוך שנים במקום עשרות שנים. עם זאת, בהתחשב בכך שנדמה שמחשוב קוונטי תמיד נמצא במרחק של כמה שנים טובות מיישום מסחרי, יש מקום לקחת את ההבטחה של מיקרוסופט בערבון מוגבל.
מחשוב קוונטי בשימוש מסחרי עתיד להוות פריצת דרך משמעותית ביכולות המחשוב של האנושות. מחשוב סטנדרטי מתבסס של ביצוע חישובים באמצעות יחידות דיגטליות שמכונות ביטים, כאשר כל ביט מציג ערך בינארי של 1 או 0. במחשוב קוונטי, מנגד, כל קיוביט מסוגל להציג בו זמנית ערכים של 1 ו-0, תופעה שמכונה "סופרפוזיציה" (בהקבלה, ניתן לדמות זאת למטבע שמסתובב ללא הפסקה ומציג בעת ובעונה אחת גם עץ וגם פאלי). יכולת זו מאפשרת ביצוע חישובים מקבילים בהיקף עצום, גדול בכמה וכמה מכל מחשב על שקיים כיום. בין השאר ניתן יהיה לעשות שימוש במחשבים אלו להרצת הדמיות מולקולריות מדויקות ולהאיץ בכך הליכי פיתות תרופות, או לפתור בעיות לוגיסטיות של תכנון נתיבים ושרשראות אספקה באמצעות חישובים מקבילים.
אף שחברות טכנולוגיה משקיעות זה שנים סכומים ניכרים בפיתוח מחשבים קוונטיים, הטכנולוגיה עדיין אינה בשלה ליישום מסחרי ונמצאת בשלבי פיתוח מתמידים. זאת, לאור בעיות שונות שנובעות מהשימוש בקיוביטים. קיוביטים רגישים להפרעות ולשגיאות שמקורן בסביבתם, וכתוצאה עלולים להתפרק ולאבד מידע. בנוסף, מצבם עשוי להשתנות כתוצאה מתהליך המדידה עצמו. אחד האתגרים המרכזיים במחשוב קוונטי הוא פיתוח קיוביט שניתן למדוד ולשלוט בו, תוך שהוא נותר מוגן מרעש סביבתי שעלול לשבש את פעולתו.
בדצמבר חשפה גוגל שבב קוונטי חדש בשם ווילו, שלדבריה מהווה פריצת דרך משמעותית בתחום. באמצעות השבב, שמכיל 105 קיוביטים, טוענת החברה שהצליחה החברה לפתור בדקות ספורות בעיה מורכבת שמחשב רגיל היה נצרך לזמן רב יותר מגיל היקום על מנת להגיע לפתרונה. עתה, טוענת מיקרוסופט לפריצת דרך משמעותית נוספות וחושפת את Majorana 1 – השבב הקוונטי הראשון בעולם שמבוסס על ארכיטקטורות ליבה חדשה של "על מוליך טופולוגי" (Topoconductor)".
לפי מיקרוסופט, טופוקונדוקטור הוא סוג חדש של חומר שיכול לצפות ושלוט בחלקיקי השבב, וכך לייצר קיוביטים אמינים שניתנים להרחבה. בחברה משווים את הפיתוח להמצאת המוליכים למחצה, שנמצאים בבסיס השבבים המודרניים ומהווים את היסוד שעליו בנויה תעשיית המחשוב כיום.
"סוג השבב החדש יוצר נתיב לפיתוח מערכות קוונטיות שניתנות להרחבה למיליון קיוביטים, ושיוכלו להתמודד עם האתגרים התעשייתיים והחברתיים המורכבים ביותר", טוענת מיקרוסופט. "אפילו כל המחשבים הקיימים בעולם לא מסוגלים לבצע את מה שמסוגל מחשב קוונטי עם מיליון קיוביטים".
לדברי החברה, הטופוקונדקטור הוא חומר בקטגוריה חדשה – לא מוצק, נוזל או גז אלא מה שמכונה "מצב טופולוגי". באמצעות מצב חומר זה הצליחה מיקרוסופט לפתח קיוביטים טופולוגיים, שהם מהירים, קטנים, יציבים ואמינים יותר עם עמידות מובנת לשגיאות ברמת החומרה ונשלטים בצורה דיגיטלית. "יישומים מסחריים ידרשו טריליוני פעולות במיליון קיוביטים, מה שלא מתאפשר בהסתמכות על הגישות הנוכחיות של שליטה אנלוגית בכל קיוביט", אומרת מיקרוסופט. "הגישה החדשה מאפשרת לשלוט בקיוביטים בצורה דיגיטלית, ומפשטת את אופן פעולת המחשוב הקוונטי".
את הצהרות מיקרוסופט לפריצת דרך במחשוב הקוונטי יש לקחת בערבון מוגבל. חרף ההשקעות הרבות של ענקיות טכנולוגיה בתחום על פני עשרות שנים, אין עדיין שום חברה שמתחייבת שמחשבים קוונטיים יהיו זמינים לשימוש מסחרי בשנים הקרובות. על פריצת הדרך הנוכחית עמלה מיקרוסופט במשך כ-20 שנה, וגם לאחריה יש עדיין צורך בפריצות דרך רבות ומשמעותיות נוספות.
שבב קוונטי אינו פועל לבדו אלא מהווה חלק ממערכת רחבה שכוללת לוגיקת שליטה, מקרר ייחודי ששומר את הקיוביטים בטמפרטורות נמוכות בהרבה מאשר בחלל החיצון ותוכנה ייעודית המאפשרת אינטגרציה עם מערכות AI ומחשבים "רגילים". גם מיקרוסופט מודה שהמשך שיפור התהליכים ושילוב כל הרכיבים יחדיו בקנה מידה רחב דורש שנים של עבודה הנדסית.
