קוואנטום משינס חיברה מערכת חיצונית למעבד קוונטי של ריגטי - והגיעה לדיוק של 99.5%

קוואנטום משינס וריגטי מראות: המחשוב הקוונטי מתחיל להיפתח לספקים חיצוניים.

קוואנטום משינס הישראלית חיברה את מערכת השליטה שלה למעבד הקוונטי של ריגטי והגיעה לדיוק של 99.5% בשערים בין שני קיוביטים. מאחורי הנתון הטכני מסתתרת נקודה חשובה יותר לתעשייה: ייתכן שבעתיד מחשבים קוונטיים לא יהיו מערכות סגורות של ספק אחד, אלא שוק פתוח יותר של חומרה, שליטה ותוכנה.

קוואנטום משינס חיברה את מערכת השליטה והכיול שלה למעבד הקוונטי של ריגטי האמריקאית, והצליחה להפעיל אותו ברמת דיוק גבוהה גם בלי להשתמש במערכת השליטה המקורית של יצרנית המעבד. על פניו, זה נשמע כמו עוד נתון טכני בעולם הקוואנטים המורכב. בפועל, מדובר במהלך שמנסה לענות על אחת השאלות המרכזיות בהתפתחות הענף: האם מחשוב קוונטי יכול להפוך בעתיד לשוק פתוח, שבו מעבד של חברה אחת עובד עם מערכת שליטה ותוכנה של חברה אחרת, או שהוא יישאר עולם סגור שבו כל יצרנית מספקת את כל החבילה בעצמה.

עד היום, רוב החברות בתחום עבדו במבנה יחסית סגור. המעבד הקוונטי, מערכת השליטה, שכבות הכיול והתוכנה הגיעו בדרך כלל מאותו ספק. זה לא מקרי. מחשבים קוונטיים הם מערכות רגישות במיוחד. כל סטייה קטנה בתזמון, בעוצמת האות, ברעש האלקטרוני או בתהליך הכיול יכולה לפגוע בביצועים. בניגוד למחשב רגיל, שבו אפשר לחבר רכיבים שונים בצורה יחסית פשוטה, במחשב קוונטי החיבור בין החומרה למערכת השליטה הוא חלק מהותי מהיכולת של המערכת לעבוד.

קוואנטום משינס ניסתה להראות שאפשר לפרוץ חלק מהתלות הזו. החברה חיברה את מערכת השליטה שלה למעבד קוונטי מסחרי של ריגטי, המבוסס על מוליכי על וכולל 9 קיוביטים, והפעילה אותו באמצעות פלטפורמת השליטה והכיול האוטומטית שלה.

המבחן המרכזי היה האם מערכת שליטה חיצונית יכולה להפעיל מעבד קוונטי מסחרי בצורה יציבה ומדויקת. כלומר, לא רק להצליח להתחבר למעבד, אלא להביא אותו לרמות ביצועים גבוהות, כאלה שקרובות למה שמצופה ממערכת ייעודית.

לפי קוואנטום משינס, המערכת הגיעה לרמת דיוק חציונית של 99.5% בשערים בין שני קיוביטים. זה מדד חשוב מאוד בתחום, משום ששערים בין שני קיוביטים הם אחת הפעולות המורכבות והרגישות ביותר במחשב קוונטי. ככל שרמת הדיוק גבוהה יותר, כך יש פחות טעויות בחישוב, והמערכת מתקרבת ליכולת לבצע פעולות משמעותיות יותר. בנוסף, נרשם דיוק חציוני של 99.93% בשערים על קיוביט בודד. גם כאן מדובר במדד בסיסי אך חשוב, שמלמד על איכות השליטה בפעולות הפשוטות יותר של המעבד. לפי החברה, התוצאות התקבלו לאורך כל המערכת ולא רק באזור מסוים של המעבד. זה חשוב, כי בעולם הקוונטי קל יותר להציג ביצוע טוב בנקודה אחת. קשה הרבה יותר להראות שהמערכת כולה עובדת באופן יציב.

במהלך העבודה, צוות של קוואנטום משינס פעל באתר של ריגטי והגיע ליעד שהוגדר מראש: דיוק קרוב ל-99.5% על פני כל 11 החיבורים הזמינים במעבד.

אם מערכת שליטה חיצונית יכולה להפעיל מעבד של יצרנית אחרת ולהגיע לביצועים טובים, זה עשוי לתת בעתיד יותר גמישות למעבדות מחקר, אוניברסיטאות וחברות. הן יוכלו לבחור מעבד מסוים, מערכת שליטה אחרת, שכבת תוכנה של ספק נוסף, ולבנות סביבת עבודה שמותאמת לצרכים שלהן.

זה לא עניין קטן. ככל שהתעשייה תתקדם, הלקוחות לא ירצו בהכרח להיות נעולים אצל ספק אחד. מעבדה אקדמית עשויה לרצות לבדוק כמה סוגי מעבדים. חברת פארמה עשויה לרצות מערכת הכיול הטובה ביותר לצד חומרה מסוימת. גוף מחקר ביטחוני או תעשייתי עשוי לרצות שליטה מלאה יותר על סביבת ההפעלה. לכן היכולת לעבוד במבנה פתוח יותר יכולה להפוך ליתרון תחרותי.

• עסקה שנייה בשישה שבועות: קוואנטום משינס רוכשת את PCB Engineering ההונגרית

עם זאת, מדובר עדיין בתחילת הדרך. מחשוב קוונטי אינו מוצר מדף פשוט, והתאמות בין ספקים דורשות עבודה עמוקה. אבל ההדגמה של קוואנטום משינס וריגטי מראה שהכיוון אפשרי.

למה מערכת השליטה כל כך חשובה? במחשב קוונטי, המעבד לבדו אינו מספיק. הקיוביטים צריכים לקבל אותות מדויקים מאוד, בזמן הנכון, בעוצמה הנכונה ובתנאים יציבים. מערכת השליטה היא זו שמתרגמת את הפקודות של המשתמש או האלגוריתם לפולסים שמפעילים את המעבד. היא גם אחראית על כיול, תיקון, מדידה ואיסוף נתונים.

בגלל הרגישות של הקיוביטים, כל פעולה דורשת התאמה מתמדת. הטמפרטורה, הרעש, התנהגות הקיוביטים והחיבורים ביניהם יכולים להשתנות. לכן הכיול אינו פעולה חד פעמית, אלא תהליך מתמשך. ככל שמספר הקיוביטים גדל, כך האתגר הופך קשה יותר. מערכת שליטה טובה צריכה לדעת לא רק לשלוח פקודות, אלא לנהל מערכת משתנה ומורכבת.

זו בדיוק הנקודה שבה קוואנטום משינס מנסה למצב את עצמה. החברה אינה מייצרת את המעבד הקוונטי עצמו, אלא את שכבת השליטה שמאפשרת להפעיל אותו, לכייל אותו ולבנות סביבו עבודה מעשית. בעולם שבו חברות רבות מתחרות על בניית המעבד הטוב ביותר, קוואנטום משינס בונה את עצמה כספקית של התשתית שמחברת בין החומרה לבין המשתמשים.

האתגר הגדול של המחשוב הקוונטי הוא לא רק להגדיל את מספר הקיוביטים, אלא להפוך את המערכות לשימושיות. כדי שמחשב קוונטי יהיה משמעותי, צריך שהקיוביטים יהיו מספיק איכותיים, שהטעויות יהיו נמוכות, שהמערכת תהיה יציבה, ושניתן יהיה לשלוט בה בצורה חוזרת ואמינה. יונתן כהן, סמנכ"ל הטכנולוגיות של קוואנטום משינס, אמר כי החברה הראתה שמעבדים קוונטיים מסחריים מבוססי מוליכי על יכולים לעבור כיול ולהיות מופעלים ברמה גבוהה גם באמצעות פלטפורמת שליטה חיצונית. אנדרו בסטוויק, האחראי על תחום המערכות הקוונטיות בחברה, אמר כי המעבד פותח מראש כדי לאפשר גמישות גבוהה יותר, וכי התוצאות מראות שאפשר להגיע לביצועים גבוהים גם עם מערכות שליטה ותוכנה חיצוניות.

• Cordant נחשפת עם גיוס של 8 מיליון דולר לפיתוח מרכז שליטה לתשתיות פיננסיות
• עצלן, שטחי ומתחמק ממשימות: האם חברות הבינה המלאכותית מנמיכות את איכות המודלים בחשאי כדי לחסוך הון?

התעשייה הקוונטית נמצאת עדיין בשלב שבו יש הרבה הבטחות, הרבה מחקר והרבה כסף, אבל מעט שימושים מסחריים רחבים. חברות ענק, ממשלות, אוניברסיטאות וקרנות משקיעות מיליארדים, מתוך הנחה שמחשוב קוונטי יוכל בעתיד לפתור בעיות בתחומים כמו חומרים, כימיה, תרופות, אופטימיזציה, הצפנה ופיננסים. אבל לפני שמגיעים ליישומים האלה, צריך לבנות תשתית. במובן הזה, מערכת שליטה היא לא רכיב צדדי. היא חלק מהבסיס שעליו כל התחום נשען. בלי שליטה מדויקת, גם המעבד המתקדם ביותר לא יוכל להפיק תוצאה אמינה.

ככל שהתעשייה תגדל, סביר שהיא תעבור תהליך דומה למה שקרה בתחומים אחרים בטכנולוגיה: פחות מערכות סגורות, יותר שכבות מתמחות, יותר סטנדרטים, יותר שילוב בין ספקים. ההדגמה של קוואנטום משינס וריגטי מתיישבת עם המגמה הזו.

קוואנטום משינס רוצה להיות שכבת התשתית

קוואנטום משינס גייסה עד היום כ-280 מיליון דולר ממשקיעים בהם PSG Equity, רד דוט קפיטל פרטנרס, אינטל קפיטל, TLV Partners, באטרי ונצ'רס והיזם אביגדור וילנץ. הגיוסים האלה משקפים את ההבנה שהמחשוב הקוונטי לא ייבנה רק על ידי מי שמייצר את המעבד, אלא גם על ידי מי שיודע להפעיל אותו.

החברה פונה לשוק שבו עדיין לא ברור מי יהיו המנצחות הגדולות. יש חברות שמפתחות מעבדים בטכנולוגיות שונות, כולל מוליכי על, יונים לכודים, פוטוניקה ושיטות נוספות. כל טכנולוגיה מגיעה עם יתרונות וחסרונות. במצב כזה, מערכת שליטה שיכולה לעבוד עם מגוון מערכות עשויה להיות בעלת ערך גדול.

ההישג מול ריגטי אינו הופך את המחשוב הקוונטי למוצר מסחרי רחב מחר בבוקר. אבל הוא מראה שהתחום מתחיל להתקדם משלב שבו כל חברה בונה לעצמה מערכת סגורה, לשלב שבו אפשר לדבר על אינטגרציה, תאימות וגמישות. עבור תעשייה שמנסה להתבגר, זה סימן חשוב.