התגשם
חלום הדורות: מחשוב קוונטי לכל אחד, ב-70 דולר לדקה
החודש, 125 שנה לאחר הופעתה הראשונה של פיזיקת הקוונטים, נרשמה נקודת ציון
נוספת בהפיכתה למצרך מסחרי להמונים. זה קרה כשהמחשב הקוונטי Forte Enterprise של חברת IonQ הושק כמחשב הקוונטי המסחרי
הראשון, כזה שמספק את שירותיו לציבור הרחב בקלות יחסית. כל אחד עם קצת ידע
באלגוריתמים יכול להירשם, לשלם כ–70 דולר לדקת שימוש (כ–4,200 דולר לשעה) וליהנות
מיכולות המיחשוב הקוונטי, או ישירות דרך אתר חברת
IonQ או דרך העננים של אמזון, מיקרוסופט או גוגל.
מחשבים רגילים כבולים לחוקי הפיזיקה הקלאסית, שמגבילים את
יכולותיהם. מכונות חישוב קוונטיות, לעומת זאת, מצייתות לחוקי תורת הקוונטים. בעוד
שבעולם שאנחנו מכירים כל אובייקט, כולל ביט של מחשב, נמצא תמיד במצב אחד או במקום
אחד, ביטים
קוונטיים ("קיוביטים") יכולים להימצא בו-בזמן ביותר ממצב או מקום אחד.
תופעה זו, המכונה סופרפוזיציה, פותחת את הדלת לכוח חישובי גדול לאין שיעור מזה שיש
למחשב החזק ביותר שקיים היום, שכן המחשב הקוונטי יכול להיות במספר גדול בהרבה של
מצבים בהשוואה למחשב רגיל. אפילו
מחשב קוונטי בן כמה עשרות קיוביטים יכול להימצא ביותר מצבים ממחשב רגיל בן
מיליארדי ביטים. העוצמה החישובית הקוונטית צפויה לאפשר יישומים כמו בינה מלאכותית
חזקה במיוחד או פיתוח תרופות וחומרים חדשים.
מחשב קוונטי מסוגל לבצע חישובים מורכבים במהירות גבוהה
משמעותית ממחשב קלאסי . היכולת
לעבד מספר רב של אפשרויות במקביל מאפשרת פתרון בעיות מורכבות ביעילות רבה יותר.
היישומים
הפוטנציאליים של מחשבים קוונטיים:
- פיתוח תרופות וחומרים חדשים: מחשבים קוונטיים יכולים לסייע
בסימולציה של מולקולות ותגובות כימיות, מה שיכול להאיץ את פיתוח תרופות
וחומרים חדשים.
- פתרון בעיות מורכבות: מחשבים קוונטיים יכולים לשמש לפתרון
בעיות מורכבות בתחומים כמו לוגיסטיקה, אופטימיזציה ופיננסים.
- שיפור בינה מלאכותית: מחשבים קוונטיים יכולים להאיץ את
פיתוח אלגוריתמים של בינה מלאכותית, מה שיכול להוביל ליצירת מערכות AI חזקות ויעילות יותר.
פרופ' מינה טייכר, לשעבר המדענית הראשית של משרד המדע
והטכנולוגיה וחוקרת באוניברסיטת בר־אילן, מאמינה שההבטחות הקוונטיות יתממשו.
"אין לי ספק שמהפכת המיחשוב הקוונטית תגיע בקרוב, זה רק עניין של זמן. המדע
שלה כבר ידוע, מה שנותר זה רק לשפר את ההנדסה כדי להתגבר על המהמורות, ואת זה בני
אדם יודעים לעשות".
כל שיחה על מיחשוב קוונטי מגיעה בשלב מסוים לנושא ההצפנה.
נכון להיום שיטות ההצפנה נחשבות בטוחות, משום שלמחשב הקלאסי נדרש זמן רב — עשרות,
אם לא מאות שנים — כדי לפצח הצפנות (ההצפנות
המקובלות ביותר נקראות RSA ומבוססות
על אלגוריתם שהגה, יחד עם שני שותפים, החוקר הישראלי, פרופ' עדי שמיר. אבל באמצעות מחשבים קוונטיים
כל ההצפנות הללו ייפרצו בקלות. "היכולת שלנו להצפין כיום מידע נשענת על חוסר
היכולת של מחשבים קלאסיים לפרק מספרים גדולים למכפלת המספרים הראשוניים שמרכיבים
אותם", מסביר עוזרי, "אבל מחשבים קוונטיים יוכלו לעשות את זה בשניות".
מומחים בתחום צופים שזה יקרה עוד כעשור. ממשלות, חברות
נתונים, ארגוני ביון וכל מי שיש לו ידע מוצפן, משקיעים היום מאמצים אדירים בהצפנה
עמידה לקוונטום, מתוך ידיעה שבקרוב לא תהיה ברירה — הכספים שלנו, הנתונים הרפואיים
שלנו, למעשה כל דאטה פרטית או סודית יהיו חייבים להיות מוצפנים באמצעים אלגוריתמים
קוונטיים, אחרת ייחשפו על ידי כאלה.
חוקרים
ממכון ויצמן הודיעו שהצליחו לפתח מחשב קוונטי – אחד מכ-30 מחשבים כאלה בעולם.
כמחווה למחשב הראשון בישראל, "ויצק", שנחנך במכון ויצמן ב-1955, המחשב
הקוונטי הישראלי הראשון יכונה
WeizQC.
במעבדתו של פרופ' רועי עוזרי במכון ויצמן פותח מחשב קוונטי,
שמבוסס על אטומים בעלי מטען חשמלי (יונים) שמקוררים לטמפרטורה שקרובה מאוד לאפס
המוחלט. כל אטום כזה נעשה שימוש כביט קוונטי. בעולם כולו יש פחות מעשרה מחשבים
קוונטיים הבנויים בשיטה זו, המכונה "מלכודת יונים". המחשב הישראלי
הראשון כולל חמישה ביטים קוונטיים, כמות קטנה יחסית, ועם זאת כוחו החישובי גדול
לאין שיעור מזה של מחשבים המבוססים על חוקי הפיזיקה הקלאסית
המחשבים
הקוואנטיים הנוכחיים עושים אמולציה של המצבים של כל קיוביט במעבד רגיל על ידי
שימוש בכמה מתחים על כל ביט במקום שני מצבים של דלוק וכבוי.
צוות
המחשוב הקוונטי של גוגל השיג
לאחרונה התקדמות בתחום הזה, כשהצליח להפחית את שכיחות השגיאות במנגנון תיקון
השגיאות של המחשב הקוונטי.
הצוות של גוגל כמובן אינו היחיד שעובד על פיתוח מחשוב קוונטי
- ואוניברסיטאות וחברות טכנולוגיה חוקרות באינטנסיביות את
הנושא. התקווה היא שמחשבים קוונטיים יוכלו לבצע משימות שונות מאלה של המחשבים
הדיגיטליים הקיימים. למשל, צופים שהם יוכלו לדמות מערכות קוונטיות מורכבות לצורך
מחקרים בכימיה, או להתמודד עם בעיות מתמטיות שפתרונן דורש כוח חישוב בלתי
אפשרי מבחינה מעשית ממחשבים רגילים, כמו פענוח צפנים משוכללים.
מקור
המידע : מכון דוידסון ( מכון וייצמן )
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה