יבמ זכתה במענק IARPA לקידום המחקר לקראת יצור מחשב קוואנטי אוניברסאלי

המדענים של יבמ יתמקדו בבניית הביט הקוואנטי לוגי הראשון

מחשב קוונטי. המחשה: shutterstock
מחשב קוונטי. המחשה: shutterstock

יבמ הכריזה שהתוכנית לפעילות מחקר מתקדמת של המודיעין האמריקאי (IARPA) תעניק מענק מחקר למספר שנים למדענים של יבמ כדי לקדם את אבני הבניין של מחשב קוואנטי אוניברסאלי.

במחשב קוואנטי אוניברסאלי נעשה שימוש במכאניקת הקוואנטים כדי לעבד כמויות עצומות של נתונים, וכדי לבצע חישובים בדרכים חדשות ומתקדמות במיוחד, שאינן אפשריות באמצעות המחשבים הרגילים של ימינו. סוג זה של קפיצת דרך בתחום המחשוב עשוי לקצר באופן משמעותי את משך הזמן הדרוש כדי לגלות תרופות מצילות חיים למחלת הסרטן, לגלות היבטים חדשים של תחום האינטליגנציה המלאכותית באמצעות האצה ניכרת של יכולות הלמידה של מחשבים, או כדי להפוך מערכות מחשוב בענן לעמידות בפני התקפות סייבר.

מוקדם יותר השנה, הציגו המדענים של יבמ פריצות דרך מהותיות באיתור טעויות קוואנטיות, על ידי שילוב ביטים קוואנטים (קיוביטים) עם מוליכות על בשריגים על שבבי מחשב, ואשר תכנון המעגל הקוואנטי שלהם הוא הארכיטקטורה הפיזית היחידה אותה ניתן להגדיל לממדים גדולים יותר.

המענק הוא חלק מתוכנית הקיוביטים הלוגיים (LogiQ) של IARPA שמטרתה להתגבר על המגבלות של המערכות הקוואנטיות הנוכחיות על ידי בניית קיוביט לוגי ממספר קיוביטים פיזיים לא מושלמים. במסגרת תוכנית LogiQ, ימשיך צוות המחקר של יבמ לחפש את הגישה המתאימה לבניית מחשב קוואנטי אוניברסאלי באמצעות קיוביטים בעלי מוליכות על. על ידי קידוד הקיוביטים בעלי מוליכות העל לקיוביטים לוגיים, ניתן לבצע חישובים קוואנטיים אמיתיים.

שלושה סוגי מחשבים קוונטיים. איור: יבמ
שלושה סוגי מחשבים קוונטיים. איור: יבמ

הכוח המניע של המחשב הקוואנטי הוא הביט הקוואנטי. מדענים רבים מתמודדים עם האתגר של בניית קיוביטים, אבל מידע קוואנטי הינו שברירי במיוחד, והוא מצריך טכניות מיוחדות לשמר את המצב הקוואנטי. המשוכות העיקריות כוללות יצירת קיוביטים באיכות גבוהה, ואריזתם יחדיו, באופן שיאפשר הרכבת מבנים גדולים יותר שיוכלו לבצע חישובים מסובכים תוך שיתוף פעולה הדדי זה עם זה – מה שיגביל את הטעויות העלולות לנבוע מחום ומקרינה אלקטרומגנטית.

לדעת LogiQ הצלחת התוכנית תצריך גישה שתשלב מספר דיסציפלינות, כדי להגות פתרונות טכניים חדשים שיתמודדו בצורה מוצלחת יותר עם השבריריות של המידע הקוואנטי הנובעת מבעיות בשלמות המערכת, מטעויות ומפגמים סביבתיים.

יבמ אינה חושפת פרטים נוספים על המענק, מאחר והם כפופים להשלמת המו"מ בין הצדדים.

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

40 תגובות

  1. אני מדבר על משהו בסגנון הזה:

    http://www.allaboutcircuits.com/textbook/digital/chpt-11/synchronous-counters

    זה למשל מונה סינכרוני הממומש ע״י שערים לוגיים רגילים (הבנויים ממעגל טרנזיסטורים) שיודעים להוציא 0 או 1 קבועים ביציאה, איך מממשים משהו מקביל בעזרת קיוביטים ?

    או אפילו תא זיכרון זיכרון פשוט כמו זה ?

    https://he.wikipedia.org/wiki/פליפ_פלופ

  2. ניסים,

    אכן קראתי את המאמר, ואני לא יכול להגיד שהבנתי אותו ב 100% אבל הוא דיי התאים לי לאופציה הראשונה:

    ״במחשב קוואנטי אוניברסאלי נעשה שימוש במכאניקת הקוואנטים כדי לעבד כמויות עצומות של נתונים, וכדי לבצע חישובים בדרכים חדשות ומתקדמות במיוחד, שאינן אפשריות באמצעות המחשבים הרגילים של ימינו״

    זה דיי התקשר לי למה ש elbentzo הסביר באופצייה הראשונה שלו בקשר לפתרון משוואה מאד מסובכת ע״י הינדוס המטענים כך שהם יתאימו למשוואה, ואז מדידה שתגרום למערכת לקרוס לפיתרון הנכון.

    שאלתי, ואני עדיין מנסה להבין איך יהיה אפשר (בעתיד) לממש **באופן מעשי** בעזרת ביטים קוואנטיים, מונה פשוט אשר מונה את הניקוד בזמן המשחק.

    אני אשמח לראות אפילו סכמה פשוטה שמראה איך יהיה אפשר לממש מונה פשוט כזה בעזרת קיוביטים.

    elbentzo, אם אתה עדיין כאן אשמח לתשובתך.

  3. אחד
    לא התכוונת לזה שהתייחסת לאופציה השנייה? על זה מדבר המאמר כאן…..

    אבל עזוב את זה… התוצאה של חישוב קוונטי הינה תצפית על המערכת, ולכן כבר אין מצב של סופר-פוזיציה. כלומר – כל קיוביט הוא 0 או 1 …….

    היתרון של מחשב קוונטי הוא במהירות, אבל (כבר אמרתי) שאין לו יותר כוח חישוב. כלומר – שני סוגי המחשבים יפתרו את אותם הבעיות. במחשב הקוונטי מהיר יותר, ואם תרצה אפשר להרחיב על נושא הסיבוכיות (BPP לעומת BQP). בכל מקרה – ככל הנראה מחשב קוונטי לא יודע לפתור בעיות NP שלמות בזמן פולינומיאלי.

  4. elbentzo,

    תודה על התשובה.

    צודק התייחסתי בעיקר לאופצייה הראשונה. אז אני מנסה להבין, נגיד שהצליחו לבנות מחשב כפי שתיארת באופציה השנייה, ואני רוצה לבנות עליו משחק פשוט, ובתור התחלה אני רוצה לממש רק את מונה הניקוד של המשחק.

    האם תוכל לתאר בקצרה כיצד באמצעות שערים לוגיים קוונטים שנמצאים כל רגע בו זמנית בשני המצבים 0 ו 1 אפשר לממש מונה שיודע לספור ניקוד בזמן המשחק ?

    שאלה נוספת, האם למחשב כזה (כפי שתיארת באפשרות השנייה) יש בכלל יתרון על פני מחשב קלאסי רגיל ? (למשל אם רוצים לממש עליו רשת עצבית, או משחק שצורך הרבה משאבים וזיכרון)

  5. elbentzo
    לא הכרתי את הסוג שתיארת ראשון. זה כמו שמשתמשים בבועות סבון לפתור בעיות של שטחים מינימליים, או כמו מחשב אנלוגי של פעם?

  6. יכול להיות שלא כולם פה מדברים על אותו מחשב קוונטי?

    "מחשב קוונטי" מתייחס היום לשני דברים שונים. האחד, הוא מערכת קוונטית שניתן ליישם אותה כדי לבצע חישוב יעודיים. דוגמא קלאסית פשוטה – אם אני רוצה לפתור את משוואה מאוד מסובכת, אני יכול להנדס מערכת של מטענים שבה התפלגות המטען מקיימת את המשוואה, ואז לתת לטבע לפתור את המשוואה בשבילי. בניתי את הסט-אפ ככה שמובטח לי שהמשוואות יתקיימו, ואז מדדתי את מה שקורה במערכת כדי לדעת איך היא נפתרת. אותו הדבר אפשר לעשות עם מערכות קוונטיות.

    השימוש השני למחשב קוונטי הוא לבנות מערכות של קיוביטים – כשם שמחשב עובד על שערים לוגיים בינאריים (0 או 1), ניתן לבנות שערים לוגיים קוונטים, שלהם אין רק 2 אפשרויות. במקרה הזה תוכל לעשות עם המחשב כל מה שאתה יכול לעשות עם מחשב רגיל. ההבדל היחיד יהיה שבמקום איזה נגד שעובר בו זרם או לא עובר בו זרם (ה"ביט" הקלאסי במחשב) יהיה איזה ספין שימצא במצב קוונטי מסוים (הביט הקוונטי). כמו שניסים אמר, התרגום מהמכונה לשפה יהיה שונה אבל התוצאה הסופית זהה.

  7. אחד
    בבקשה נסה להבין את מה שאני כותב. בוא נעשה את זה לאט. האם אתה מסכים עם הטענה שכל המחשבים שקולים? זו לא טענה שלי, זו טענה של אלונזו-צ'רץ' ואלן טיורינג.
    אל תנאם לי, אני מבקש תשובה של כן או לא. אני שואל – כי למושג "מחשב" יש הגדרה מאד מדוייקת, ואני רוצה לוודא ששנינו מבינים אותה באותה צורה.

  8. ניסים,

    מתי תלמד כבר לנהל שיחה מתורבתת עם בני אדם בלי לקלל ולגדף ולצאת מהכלים בכל פעם שמשהו לא מוצא חן בעיניך ? כמה פעמים אנשים כבר העירו לך על כך ואתה ממשיך בשלך ?

    אני לא יודע איך הסקת מדברי שאני טוען שיש או שאני טוען שאתה טוען שיש היום מחשב קוונטי או משהו שקרוב לזה. תלמד אתה להקשיב, בן אדם.

    כל מה שביקשתי היה שתראה לי איזשהו תכנון תיאורתי או סכמה בסיסית של מחשב קוונטי שיוכל להריץ ***בעתיד*** משחק מחשב פשוט מהסוג שציינתי, משהו שיוכל להוות בסיס למחשב כזה, לכשיבנה בעתיד, כשיפתרו כל הבעיות שכרגע עובדים עליהן.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן