הכירו את המחשב הקוונטי הראשון בישראל: מדעני מכון ויצמן הציגו היום (ג') מחשב קוונטי כחול-לבן ראשון בישראל. המחשב, שייקרא "WeizQC", הוא אחד מ-30 מחשבים קוונטיים שקיימים כיום ברחבי העולם ואחד מ-10 המבוססים על טכנולוגיית "מלכודת יונים".
WeizQC: המחשב הקוונטי הראשון בישראל
(צילום: מכון ויצמן)
עוד כתבות שיעניינו אתכם:
מחשב קוונטי, בניגוד למחשב רגיל, אינו כפוף לחוקי הפיזיקה המגבילים את המחשבים הרגילים שבהם אנו עושים שימוש כיום. המחשבים הקוונטיים מתבססים על חוקי הפיזיקה של תורת הקוונטים. ההבדל המרכזי בין מחשב רגיל למחשב קוונטי הוא שהביטים הקוונטיים, שידועים בכינויים "קיוביטים", יכולים להימצא ביותר ממצב פעולה אחת בו זמנית, בניגוד לביטים רגילים במחשב רגיל המסוגלים להימצא במצב פעולה אחד בכל פעם (0 או 1). הודות לכך יכול המחשב הקוונטי לחשב נתונים רבים באמצעות כוח חישוב חסר תקדים שלא ניתן להשיג בשום מחשב רגיל כיום.
פרופ' רועי עוזריצילום: יעל אילן"המחשוב הקוונטי הוא בשורה והבטחה טכנולוגית-מדעית שעד לפני כמה שנים הייתה אקסקלוסיבית למעבדות המחקר ברמה האוניברסיטאית", מסביר פרופסור רועי עוזרי, אחד מהחלוצים בתחום המחשוב הקוונטי בישראל. "המרוץ המהיר לבניית המחשבים הקוונטיים בעולם החל לפני שמונה שנים, ומתחרות בו כיום חברות ענק כגון גוגל, אמזון ו-IBM, לצד מעצמות עולמיות כמו סין, ארצות הברית והאיחוד האירופי".
מחווה ל"ויצק"
WeizQC, שזכה לשמו כמחווה ל"ויצק", המחשב הראשון בישראל שפותח לפני 67 שנים, פועל באמצעות טכנולוגיה הנקראת "מלכודת יונים", שהיא למעשה אחת משתי הטכנולוגיות העיקריות שעליהן בנויים המחשבים הקוונטיים ברחבי העולם. בטכנולוגיה זו, כל יון (אטום בעל מטען חשמלי) מהווה קיוביט בודד. קיוביטים אלה יכולים לעבור בין כמה מצבי הפעולה השונים באמצעות הבזקי לייזר בפעולה הנקראת "שערים לוגיים". יחד עם זאת, התפעול של המחשב הקוונטי עדיין מסובך למדי, ועל כן במקרים שבהם יש לבצע חישובים מורכבים יותר, עולה הצורך לבצע את פעולות אלה ביותר מקיוביט אחד בכל פעם, דבר שעלול לגרום לאיבוד האופי הקוונטי של המערכת. על מנת להתמודד עם ההשלכות האפשריות וכדי לאפשר עבודה יציבה יותר, החוקרים במכון פיתוח דפוס שימוש חדש, המאפשר להשתמש בהבזקי הלייזר על מנת ליצור שערים לוגיים עמידים יותר.
יחד עם זאת, אפילו במקרים בהם השערים הלוגיים עמידים יותר, המחשב הקוונטי עדיין מצוי תחת רגישות גבוהה, דבר שעלול להביא בסופו של דבר להצטברות שגיאות מרובות ולאיבוד מהיר יותר של יכולות המחשב. לשם כך פותחו טכנולוגיות המאפשרות לבצע תיקוני שגיאות בחישובי המחשב, אך גם כאן, מדובר בפעולה אגרסיבית שמסוגלת גם היא להביא לפגיעה ביכולותיו.
WeizQC לוקח את טכנולוגיית תיקון השגיאות צעד אחד קדימה על ידי נטישת השימוש בגלאי האור בהם עושים שימוש בדרך כלל כדי לאתר שגיאות. במקום זאת, המחשב עושה שימוש במערך סריקה המבוסס על מצלמה, המאפשר לקרוא את כל הקיוביטים במקביל (כאמור, בדרך כלל ניתן לקרוא בכל פעם קיוביט אחד). בנוסף לכך ועל מנת לשמור על האופי הקוונטי של המערכת, החוקרים פיתחו מערכת מהירה המורכבת ממעגלים אלקטרוניים המאפשרים לקרוא את נתוני המצלמה, לעבד את המידע ולקבל החלטות מהירות וקריטיות בהתאם לתוצאות המדידה, כך שישנה שמירה ככל שניתן על יכולות המחשב לאורך זמן.
המחשב הקוונטי שנבנה במעבדתו של פרופסור עוזרי כולל חמישה קיוביטים, זאת בדומה למחשבים המצויים היום בשירותי המחשוב הקוונטי על גבי הענן של ענקית הטכנולוגיה IBM. בימים אלה נבנה הדור הבא של המחשב, שעתיד לכלול 64 קיוביטים וצפוי להציג "יתרון קוונטי" - מצב בו המחשב הקוונטי מסוגל לעמוד בפני כל חישוב שהוא באופן טוב יותר ממחשב רגיל. עד כה הוצגו שני מחשבים בלבד המסוגלים להציע יתרון קוונטי ברחבי העולם המצויים במעבדות של ענקית הטכנולוגיה גוגל ובסין.
בבניית המחשב הקוונטי במכון ויצמן השתתפו ד"ר תום מנוביץ', יותם שפירא, ליאור גזית, ד"ר ניצן אקרמן לצד חוקרים ותלמידי מחקר נוספים ממעבדתו של פרופסור רועי עוזרי במחלקה לפיזיקה של מערכות מורכבות במכון ויצמן. את הפן התיאורטי של הפרויקט הוביל פרופסור עדי שטרן מהמחלקה לפיזיקה של חומר מעובה במכון.
