כיול ב-140 שניות: קוואנטום משינס עם פריצת דרך קוונטית

מחשבים קוונטיים הם מכונות מורכבות שדורשות הרבה התאמות כדי לעבוד טוב. להתאמות האלה, קוראים בשפה המקצועית כיול, והם יכולות לקחת לפעמים שעות ואפילו ימים. ככל שהמחשבים גדלים, התהליך נהיה קשה יותר.

חברת קוואנטום משינס משיקה את QUAlibrate כלי קוד פתוח לכיול מחשבים קוונטיים שמקצר את זמן התהליך משעות לדקות. הכלי מאפשר יצירה ביצוע ושיתוף של פרוטוקולי כיול ומתאים למגוון פלטפורמות. בהדגמה במרכז הישראלי למחשוב קוונטי, QUAlibrate הצליח לכייל מחשב תוך פחות משלוש דקות. 

הכלי שקל לשימוש, מאפשר לחזור על פעולות ולשתף אותן עם אחרים. התרומה הכי גדולה שלו זה שהוא מאפשר למהנדסים להתמקד בעבודה החשובה שלה במקום להתעסק בחומרה ובכיול של המחשבים פעם אחר פעם.

כיול מחשבים קוונטיים הוא אתגר מרכזי בהגדלת קנה המידה של מערכות אלו. התהליך נדרש לעיתים תכופות כדי לפצות על סטיות במערכת והמורכבות שלו גדלה עם מספר הקיוביטים. לדוגמה כיול מלא של מחשב עם 100 קיוביטים עשוי להימשך יומיים וכיול מחדש מעל שעה. זמנים אלו מהווים מכשול ככל שהמערכות מתרחבות.

• קוונטום משינס גייסה 170 מיליון דולר
• קוונטום משינס גייסה 100 מ' דולר

בהשקה שנערכה במרכז הישראלי למחשוב קוונטי הודגם כיול של קיוביטים סופר מוליכים תוך 140 שניות. QUAlibrate מציעה מסגרת מודולרית ליצירת רכיבי כיול לשימוש חוזר שילובם בתהליכים מורכבים והפעלתם דרך ממשק משתמש. הכלי מפשט את האינטראקציה עם חומרה ומאפשר למהנדסים להתמקד בלוגיקה של המערכת הקוונטית. הוא תומך בכיול אוטומטי מסגרת מודולרית קוד פתוח לשיתוף פרוטוקולים ויכולת הרחבה עם אלגוריתמים כמו למידת מכונה.

החברה שחררה גרף כיול למחשבים מבוססי מוליכי על שמציע פתרון מקצה לקצה עם אפשרות להתאמה אישית. הגרף ממנף יכולות כיול מקבילי להאצת התהליך. Quantum Machines מתכננת לשתף פעולה עם NVIDIA לפיתוח ספריות תוכנה שישלבו את QUAlibrate עם מאיצים כמו NVIDIA DGX Quantum לשיפור זמני הכיול והדיוק באמצעות למידת מכונה.

ד"ר יונתן כהן, מייסד שותף ו-CTO בקוואנטום משינס אמר: "אנחנו עוסקים בפיתוח הן באיכות הכיול והן במשך הזמן שהוא נמשך – שני פרמטרים שמתנגשים לא פעם ומשפיעים ישירות על ביצועי המחשב הקוונטי. בחרנו בגישה של קוד פתוח כי אנחנו מאמינים שזו משימה שהקהילה כולה יכולה ורוצה לפתור ביחד. חוקרים בתעשייה ובאקדמיה מפתחים ללא הרף אלגוריתמים ושיטות כיול חדשות. מסגרת פתוחה תאפשר קצב התקדמות מהיר יותר, כשכל צוות יוכל להשתמש באופן מיידי בפריצות דרך של אחרים." 

• התשובה של גוגל למטא: שת"פים חדשים במשקפיים החכמים
• אנבידיה מסתערת על המיחשוב הקוואנטי
• תוכן שיווקי "הקרנות הפאסיביות מהוות 60% מהענף"

 טכנולוגית השליטה ההיברידית של קוואנטום משינס מאפשרת ביצוע מדויק ויעיל של כמה מהמשימות החישוביות המורכבות ביותר בכל סוגי המחשבים הקוונטיים. גמישות זו הובילה לאימוץ מהיר של הטכנולוגיה על ידי מרבית החברות המפתחות מחשבים קוונטים ברחבי העולם. בנוסף, שיתוף הפעולה האסטרטגי של קוואנטום משינס עם NVIDIA הוביל לפיתוח משותף של ה-DGX Quantum, אשר משלב בין יכולת החישוב המהירה עם שליטה קוונטית בזמן אמת של מוצרי קוואנטום משינס למעבדים הגרפים (GPU) של NVIDIA, ומקצר עוד יותר את הדרך לפריצת דרך למחשבים קוונטיים פרקטיים. 

 קוואנטום משינס הוקמה בתחילת 2018 על ידי ד”ר איתמר סיון, מנכ"ל, ד”ר יונתן כהן, CTO , וד”ר ניסים אופק, מהנדס ראשי, שלושתם דוקטורים לפיזיקה עם התמחות במחשוב קוונטי ואלקטרוניקה קוונטית. החברה גייסה מאז הקמתה 280 מיליון דולר מקרנות מובילות בהן PSG Equity, Red Dot Capital Partner, Intel Capital, TLV Partners, Battery Venture ואביגדור וילנץ. החברה מעסיקה קרוב ל-200 עובדים, מחציתם בישראל והשאר באירופה, ארה"ב ומדינות נוספות ומגייסת בישראל אנשי פיתוח תוכנה, חומרה, לוג'יק, פיזיקאים למשרות Customer Success ותפקידים נוספים.

שאלות ותשובות על קוואנטום משינס

מי עומדת מאחורי קוואנטום משינס ומה הופך אותה לשחקנית מפתח במחשוב קוונטי?

קוואנטום משינס היא חברה ישראלית שהוקמה ב-2018 על ידי שלושה דוקטורים לפיזיקה: ד”ר איתמר סיון (מנכ”ל), ד”ר יונתן כהן (CTO) וד”ר ניסים אופק (מהנדס ראשי). החברה מתמחה בפתרונות שליטה היברידיים המשלבים מחשוב קוונטי וקלאסי, עם דגש על בקרה מדויקת של מחשבים קוונטיים. המוצרים שלה, כמו פלטפורמת ה-Quantum Orchestration Platform (QOP) והבקר OPX, מאפשרים שליטה בזמן אמת על קיוביטים מסוגים שונים, מה שהפך אותה לספקית מובילה עבור חברות ואקדמיות ברחבי העולם. עם גיוס של 280 מיליון דולר מקרנות כמו Intel Capital ו-PSG Equity, ועם כ-200 עובדים – מחציתם בישראל.

מהו QUAlibrate, וכיצד הוא משנה את עולם הכיול הקוונטי?

QUAlibrate הוא כלי קוד פתוח שהשיקה Quantum Machines ב-2025, שנועד לפתור את אחד האתגרים הגדולים במחשוב קוונטי: כיול מחשבים קוונטיים. תהליך הכיול, שמפצה על סטיות במערכת, יכול לקחת שעות ואף ימים, במיוחד ככל שמספר הקיוביטים גדל. QUAlibrate מקצר את הזמן הזה לדקות – בדגמה במרכז הישראלי למחשוב קוונטי (IQCC), הוא כייל קיוביטים סופר-מוליכים תוך 140 שניות. הכלי מאפשר יצירת פרוטוקולי כיול מודולריים, שיתוף קהילתי שלהם ותמיכה במגוון פלטפורמות, כך שחוקרים או מהנדסים, יכולים להתמקד בלוגיקה הקוונטית במקום בחומרה.

למה כיול הוא אתגר כל כך משמעותי במחשוב קוונטי?

כיול הוא לב ליבו של מחשב קוונטי תקין, משום שקיוביטים רגישים מאוד לשינויים סביבתיים, כמו טמפרטורה או רעש אלקטרומגנטי. ללא כיול תכוף, המערכת מאבדת דיוק, והתוצאות הופכות חסרות ערך. כאשר מדובר במחשב עם 100 קיוביטים, כיול מלא עשוי להימשך יומיים, וכיול מחדש – מעל שעה. אתם ודאי תסכימו שזמנים כאלה מהווים מכשול משמעותי ככל שהמערכות גדלות. QUAlibrate פותר זאת על ידי אוטומציה ויכולות כיול מקביליות, שמפחיתות את הזמן ומאפשרות עבודה יעילה יותר.

כיצד QUAlibrate עובד בפועל, ומה הופך אותו לכל כך ידידותי למשתמש?

QUAlibrate מציע מסגרת מודולרית שבה אתם יכולים להפוך סקריפטים של כיול לרכיבים לשימוש חוזר, הנקראים "נודות כיול". נודות אלה משתלבות בתהליכים מורכבים, אותם ניתן להפעיל דרך ממשק משתמש אינטואיטיבי עם עדכונים חיים והדמיות נתונים. הכלי תומך בכיול מקבילי, מה שמאפשר טיפול בו-זמני במספר קיוביטים, והוא כולל את Quantum Abstract Machine (QUAM) – ייצוג דיגיטלי של המערכת הקוונטית שמפשט את ניהול החומרה. ממשק הווב שלו זמין בכתובת http://localhost:8001, ואתם יכולים להתחיל להשתמש בו דרך מאגר הקוד הפתוח ב-GitHub.

מהי משמעות הקוד הפתוח של QUAlibrate עבור קהילת המחשוב הקוונטי?

החלטת החברה לשחרר את QUAlibrate כקוד פתוח היא צעד משמעותי, שכן היא מזמינה חוקרים, מהנדסים וחברות – לשתף פעולה ולחלוק פרוטוקולי כיול. ד”ר יונתן כהן, ה-CTO, הסביר: “מסגרת פתוחה מאפשרת קצב התקדמות מהיר יותר, כשכל צוות יכול להשתמש בפריצות דרך של אחרים.” גישה זו יוצרת אקוסיסטם עולמי שבו חידושים, כמו אלגוריתמי כיול חדשים, נגישים מיד לקהילה. לדוגמה, חברות כמו Qolab דיווחו שכיולים שבדרך כלל לקחו שעתיים הושלמו תוך פחות מ-10 דקות, מה שמראה את ההשפעה המיידית של הכלי.

איך שיתוף הפעולה עם NVIDIA משתלב עם QUAlibrate?

קוואנטום משינס ו-NVIDIA מפתחות יחד ספריות תוכנה שמשלבות את QUAlibrate עם מאיצים כמו NVIDIA DGX Quantum, מערכת המשלבת מחשוב קוונטי וקלאסי עם זמן השהייה של פחות ממיקרו-שנייה. השילוב הזה מאפשר כיולים מהירים יותר ומדויקים יותר, תוך שימוש בלמידת מכונה לשיפור הביצועים. לדוגמה, ב-2024, החברות הדגימו שימוש באלגוריתם למידה מחזקת על פלטפורמת DGX כדי לייעל כיול של קיוביטים במעבד של Rigetti.

מהו ה-DGX Quantum, ומה תפקידו במהפכה הקוונטית?

ה-DGX Quantum, פרי שיתוף פעולה בין Quantum Machines ו-NVIDIA, הוא מערכת המשלבת את בקר ה-OPX+ של Quantum Machines עם מעבדי Grace Hopper של NVIDIA. המערכת תומכת בתיקון שגיאות קוונטי בזמן אמת, כיול מהיר ושליטה מדויקת, והיא מתאימה למגוון סוגי קיוביטים. היא הוצגה לראשונה במרכז הישראלי למחשוב קוונטי (IQCC), שם היא מאפשרת לחוקרים מכל העולם לבדוק מעבדים קוונטיים בסביבה מתקדמת. עבורכם, המשמעות היא שחוקרים כבר לא צריכים לבנות מערכות בדיקה יקרות – הם יכולים פשוט “לחבר” את הצ’יפ שלהם ל-DGX Quantum ולחסוך זמן ומשאבים.

מהי החשיבות של המרכז הישראלי למחשוב קוונטי (IQCC) שהקימה החברה?

המרכז הישראלי למחשוב קוונטי (IQCC), שהוקם ב-2024 באוניברסיטת תל אביב בתמיכת רשות החדשנות, הוא מתקן מחקר מהמתקדמים בעולם. הוא משלב מחשבים קוונטיים מסוגים שונים – כמו מעבד סופר-מוליך עם 25 קיוביטים של Quantware ומחשב פוטוני של ORCA – עם מחשבי-על של NVIDIA. ה-IQCC פתוח לחוקרים בינלאומיים, והוא מאפשר לכם, כחלק מקהילת המחשוב הקוונטי, לגשת למשאבים מתקדמים, לבדוק מעבדים ולשתף פעולה עם תעשיית ההיי-טק.

כיצד QUAlibrate תומך בסוגים שונים של מחשבים קוונטיים?

אחד היתרונות הגדולים של QUAlibrate הוא הגמישות שלו. הכלי תומך במגוון פלטפורמות קוונטיות, כולל קיוביטים סופר-מוליכים, מלכודות יונים וקיוביטים פוטוניים. הוא מאפשר לכם להתאים פרוטוקולי כיול למאפיינים הספציפיים של כל מערכת, תוך שימוש במסגרת מודולרית שמפשטת את האינטראקציה עם החומרה. לדוגמה, החברה שחררה גרף כיול למחשבים מבוססי מוליכי-על, שמציע פתרון מקצה לקצה עם אפשרות להתאמה אישית. הגמישות הזו מבטיחה שהכלי רלוונטי למגוון רחב של מחקרים ויישומים.

מהם היתרונות של הגישה ההיברידית של קוואנטום משינס?

הגישה ההיברידית של קוואנטום משינסמשלבת שליטה קוונטית עם מחשוב קלאסי מתקדם, מה שמאפשר ביצוע מדויק של משימות חישוביות מורכבות. פלטפורמות כמו QOP ו-OPX מאפשרות לכם לתכנת פעולות קוונטיות בשפה אינטואיטיבית (QUA), תוך שימוש במחשוב קלאסי לניהול תהליכים כמו תיקון שגיאות וכיול. גישה זו הובילה לאימוץ נרחב של הטכנולוגיה על ידי חברות כמו Rigetti ו-Oxford Quantum Circuits, שדיווחו על חיסכון משמעותי בזמן מחקר. 

איך למידת מכונה משתלבת בפתרונות של החברה?

למידת מכונה היא חלק מרכזי בחזון של החברה, במיוחד בשילוב עם QUAlibrate ו-DGX Quantum. החברה משתמשת באלגוריתמים כמו למידה מחזקת כדי לייעל כיול קיוביטים, כפי שהודגם ב-2024 עם מעבד של Rigetti. השילוב עם NVIDIA מאפשר לכם לנצל מודלים של למידת מכונה לשיפור דיוק הכיול ולהפחתת שגיאות, מה שחיוני למערכות עם אלפי קיוביטים. לדוגמה, אלגוריתם TD3 הראה שיפור משמעותי בביצועי קיוביטים, והחברות מתכננות להרחיב את השימוש בטכניקות אלה.

מה הופך את שיתוף הפעולה עם Rigetti לכל כך משמעותי?

בסוף 2024, החברה ו-Rigetti השלימו אתגר כיול מבוסס AI במרכז הישראלי למחשוב קוונטי, שבו כלים של Quantum Elements ו-Qruise כיילו מעבד קוונטי של Rigetti עם 9 קיוביטים באמצעות בקר OPX1000 ו-DGX Quantum. התוצאה הראתה כי אוטומציה מבוססת AI יכולה להפחית משמעותית את זמן הכיול תוך שמירה על דיוק גבוה. עבורכם, זה מדגים כיצד שיתופי פעולה בין חברות מובילות יכולים להסיר חסמים טכנולוגיים ולקרב את המחשוב הקוונטי ליישומים מעשיים, כמו פיתוח תרופות או אופטימיזציה פיננסית.

מהם האתגרים העתידיים ש-QUAlibrate צפוי להתמודד איתם?

למרות ההצלחה של QUAlibrate, כיול מחשבים קוונטיים עם אלפי קיוביטים נותר אתגר מורכב. ככל שהמערכות גדלות, הדרישה לדיוק ולמהירות כיול עולה, והשונות בין סוגי קיוביטים מצריכה התאמות מורכבות יותר. אתם ודאי מבינים שפתרונות מבוססי למידת מכונה ואוטומציה יצטרכו להתפתח כדי לעמוד בקצב. Quantum Machines מתכננת להמשיך ולשפר את הכלי, תוך שיתוף פעולה עם הקהילה לקידום חידושים, כמו שילוב אלגוריתמים מתקדמים יותר לשיפור ביצועי המערכת.

איך אתם יכולים להשתמש ב-QUAlibrate במחקר או בפיתוח שלכם?

QUAlibrate זמין לכם דרך מאגר הקוד הפתוח ב-GitHub  וניתן להתקנה מיידית. הכלי כולל תיעוד מפורט ודוגמאות קוד, כמו יצירת נודות כיול באמצעות QualibrationNode. אתם יכולים להתחיל עם גרף הכיול למחשבים סופר-מוליכים ששוחרר על ידי החברה, ולהתאים אותו לצרכים שלכם. בנוסף, האתר של Quantum Machines (https://www.quantum-machines.co/products/QUAlibrate) מציע משאבים נוספים ותמיכה. בין אם אתם חוקרים באקדמיה או מפתחים בתעשייה, הכלי הזה יכול לחסוך לכם זמן יקר ולהאיץ את העבודה שלכם.