אינטל חשפה שבב ניסוי למחשוב קוונטי

אינטל דיווחה הערב (יום ג') על מסירה של שבב סופר-מוליך (superconducting) של 17 קיוביט המיועד לשימוש במחשוב קוונטי. השבב נמסר למעבדות QuTech באוניברסיטת דלפט שבהולנד - שותפה של אינטל במחקר בתחום המחשוב הקוונטי. באינטל הסבירו כי השבב מציג שכלולים חדשניים המאפשרים לו ביצועים משופרים מכפי שהושג עד היום.

מחשוב קוונטי הוא המחשוב המקבילי האולטימטיבי המספק למחשבים מיוחדים יכולות חישוב עצומות ומאפשר למחשבים אלה להתמודד עם בעיות סבוכות שמחשבים רגילים אינם מסוגלים לבצע. מחשבים קוונטים בעלי עוצמת מחשוב גדולה יוכלו בעתיד לקדם את המחקר במאבק במחלות, בפיתוח חומרים חדשים ובפתרונות אנרגיה חדשניים.

(צילום: אינטל)

באינטל הסבירו כי מחשוב רגיל מבוסס על ביצוע חישובים על מידע שנשמר ביחידות דיגיטליות בסיסיות הקרויות ביטים. כל ביט מציג ערך של 1 או 0 (כלומר ערך בינארי). יחידת החישוב הבסיסית של מחשוב קוונטי היא קיוביט (Qubit) וייחודה הוא בכך שהיא יכולה להציג ערכים של 1 ו-0 בו זמנית. אם מדמים ביט במחשב קלאסי למטבע, אז הוא יכול להציג שתי תוצאות בלבד - עץ או פלי. לעומת זאת, ביט במחשוב קוונטי - קיוביט - יסתובב כל הזמן ויציג עץ ופלי בעת ובעונה אחת. מחשוב קוונטי מבוסס על המדידה של הערך היחסי של הקיוביט בנקודת זמן – האם יותר 1 מ-0.

עוד הסבירו באינטל כי מפני שקיוביט יכול להיות בו זמנית בשני מצבים - 0 ו-1, שני קיוביטים יכולים לייצג ארבעה מצבים, וכן הלאה במכפלות. מאותו רגע, לא ניתן להתייחס לכל קיוביט כיחידה עצמאית מאחר שהם שזורים יחד. ככל שמוסיפים יותר Qubits מספר המצבים שהם מייצגים גדל באופן אקספוננציאלי והמשמעות היא שבמיחשוב קוונטי ניתן לבצע מספר גדול מאוד של חישובים במקביל.

בשנים האחרונות מתבצע מחקר מקיף בתחום המחשוב הקוונטי על ידי שורה של חברות טכנולוגיות בניסיון לייצר מחשבים קוונטיים בעלי יכולת מחשוב משמעותית (מספר רב של Qubits), אפשרות מדידה אמינה של מצבם, ופיתוח מנגנונים לאיתור שגיאות בחישוב. אולם יש עדיין אתגרים גדולים בדרך ליצירת מערכות קוונטיות מעשיות בהיקף גדול שיניבו מוצרים מדויקים, וייצור Qubits אחידים ויציבים הניתנים למדידה אמינה הוא אחד מהם.

קוטרו של השבב החדש של אינטל למחשוב קוונטי הוא כ-25 מ"מ והוא נתון במארז שקוטרו כ-30 מ"מ. הוא מבוסס על ארכיטקטורה חדשה המאפשרת אמינות וביצועים תרמיים משופרים והפרעות פחותות לתדר הרדיו בין Qubits, ותכנון ייחודי המאפשר להכניס ולהוציא מהשבב פי 10 עד 100 יותר אותות בהשוואה לשבבים קונבנציונליים. המארז פותח ויוצר מחומרים המאפשרים הרחבה של מערכות מחשוב קוונטיות משולבות.

כעת ימשיך הצוות בהולנד לבדוק את השבב כדי לראות את טיב הביצועים האינדיבידואליים של ה-Qubits ושל השזירה ביניהם. במקביל הצוות של אינטל באורגן ואריזונה ימשיך לשפר את תהליכי הייצור של השבבים והמארזים כדי להרחיב למספר רב יותר של Qubits.