כל מה שרצית לדעת על מחשבים קוונטיים
רבים משתמשים במונח "מחשוב קוונטי" כדי לתאר עוצמת מחשוב גדולה בהרבה מהקיים כיום. אך מהו באמת מחשוב קוונטי? כל התשובות
חיפוש בבסיסי נתונים עצומים, ייצור צפנים בלתי ניתנים לפריצה ועוד. אלה היישומים שמחשבים קוונטיים יעשו בתוך שניות, ושלמחשבים של היום לוקח זמן רב. מחשבים קוונטיים הם מכשירים תיאורטיים שיוכלו להתשתמש בתכונות מכניקת הקוונטים, השטח בפיסיקה הדן באנרגיה ובחומר ברמה האטומית.
במחשבים קוונטיים הנתונים אינם מעובדים בידי מקור. מושג המחשב הקוונטי הוא באבחנה הבאה, אשר הועלתה על ידי הפיזיקאי ריצ'רד פיינמן בשנת 1981. כאשר מנסים לחשב את חיזויי מכניקת הקוונטים עבור מערכות פיזיליות גדולות, נראה שמחשב רגיל (הבנוי עפ"י מכניקה קלאסית) לא יכול לעשות זאת ביעילות בגלל המשאבים המעריכיים הנדרשים לייצוג פונקציית הגל. ואולם, הטבע עצמו הרי מבצע חישובים אלו, במובלע, כאשר המערכת הפיזיקאלית מתקיימת במציאות.
עוד ב"הידען": האם זה סופה של המקלדת?
היתרון של הטבע
מכאן, נראה שלטבע, הפועל על פי מכניקת הקוונטים, יש יתרון ביכולת החישוב שלו מול מחשב "קלאסי" (כלומר, מופרת תזת צ'רץ'-טיורינג הפיזיקלית בגירסתה החזקה). אם כך, נוכל אולי לבנות סוג חדש של מחשב, המנצל אפקטים קוונטיים לביצוע חישוב באופן יעיל יותר. מחשב כזה יוכל לחשב את חיזויי מכניקת הקוונטים ביעילות - ואולי אף לבצע חישובים אחרים באופן יעיל יותר מכל מחשב "קלאסי".
על בסיס זה הוגדרו מודלים מדויקים של מחשבים קוונטים אשר פעולתם היא על פי חוקי מכניקת הקוונטים, ואשר נראה כי עקרונית ניתן לממש במציאות. כמו כן, נבחנה יכולת החישוב של מודלים חישוביים אלו, ונמצא כי הם אכן חזקים יותר מהמודלים ה-"קלאסיים" במובנים מסוימים.
המחשב הקוונטי מבוסס על איכסון של קיוביטים ופעולה עליהם, באנלוגיה למחשב קלאסי הפועל על ביטים. השוני בין השניים, ומקור הכוח הנוסף של המחשב הקוונטי, נובעים מתופעות הסופרפוזיציה והשזירה המתקיימות עבור קיוביטים.
עוד ב"הידען": חמש משימות חיוניות בחלל
לחשב אחרת
קיוביטים הם לא האלקטרונים החולפים דרך טרנזיסטורים כמו במחשבים של ימינו, אלא באמצעות אטומים המושמים בכלוב בשיטה המוכרת כביטים קוונטים או קיוביט. "זו תפיסה חדשה של מיחשוב" אומר פרופ' ארתור אקרט מאוניברסיטת אוקספורד בבריטניה. "היא מבצעת את החישובים בדרך אחרת."ביט היא יחידה בסיסית של מידע המיוצגת באמצעות 1 או 0 במחשבים האלקטרוניים הקונבנציונליים. קיו ביט ייוצג גם הוא כ-1 או כ-0 אך הוא גם יוכל להיות בשני המצבים בו זמנית – תכונה המכונה בידי הפיסיקאים סופר פוזיציה. הדבר יאפשר למחשב קוונטי לעבוד על בעיות רבות ולהגיע לפתרונות רבים בו זמנית. "זה כמו מעבד מקבילי עצום המותקן על פיסת תוכנה אחת." אמר פרופ' אקרט ל-BBC.
לדבריו, לשיטה זו יתרונות רבים, במיוחד לפתרון בעיות בעלות כמות גדולה של נתונים ומשתנים. "באמצעות המיחשוב הקוונטי ניתן יהיה לתקוף בעיות כבדות בטווח זמן של שניות, שבמחשבים הקלאסיים עשויים לקחת זמן עצום" אומר פרופ' דייויד אבשלום מאוניברסיטת קליפורניה שבסנטה ברברה.
בפברואר 2007 טענה החברה הקנדית D-Wave systems כי הצליחה להדגים עבודה במחשב קוונטי. מנכ"ל החברה, הרב מארטין, אמר כי ההדגמה מייצגת "צעד משמעותי קדימה בפתרון בעיות מסחריות ומדעיות, שעד כה נחשבו לבלתי פתירות."
עוד ב"הידען": חיידקים מביאים לגשם
ואולם רבים בקהילת המיחשוב הקוונטי נותרו ספקנים, בעיקר משום שהחברה פרסמה מעט מאוד מידע אודות המכונה. גם התצוגה עצמה לא היתה מרשימה. "זה לא מה שאנחנו מבינים כמחשוב קוונטי" אמר פרופ' אקרט. "ההדגמה שהראו אנשי החברה יכולה להיפתר גם באמצעות מחשבים קונבניונליים." עם זאת פרופ' אקרט מאמין כי המיחשוב הקוונטי יגיע בסופו של דבר.
בשלב ראשון לפחות, לא יריצו עליהם תוכנות מיחשוב אישי מסחריות אלא יישומים ספציפיים כגון חיפוש בבסיסי נתונים גדולים, יצירת צפנים חזקים במיוחד או סימולציה של מבנים אטומיים. יישום המחץ האמיתי יהיה קרוב לודאי תכנון חומרים חדשים או מערכות מורכבות" אומר אקרט.
לפנייה לכתב/ת 
