מזונות חשובים
- מכשירים מכניים פשוטים היוו השראה להתקדמות לאחרונה בתחום המחשוב הקוונטי.
- חוקרים מסטנפורד המציאו טכניקת מחשוב באמצעות מכשירים אקוסטיים הרותמים תנועה.
- המחשוב הקוונטי התקדם משמעותית בשנים האחרונות, בעיקר עם הפגנת העליונות הקוונטית כביכול.
אגנטה קללנד
מחשבים קוונטיים מעשיים עשויים להיות צעד קרוב יותר למציאות הודות למחקר חדש בהשראת מכשירים מכאניים פשוטים.
חוקרים מאוניברסיטת סטנפורד טוענים שפיתחו מכשיר ניסוי קריטי לטכנולוגיות עתידיות מבוססות פיזיקת קוונטים. הטכניקה כוללת מכשירים אקוסטיים הרותמים תנועה, כמו המתנד שמודד תנועה בטלפונים. זה חלק ממאמץ הולך וגובר לרתום את הכוחות המוזרים של מכניקת הקוונטים למחשוב.
"בעוד שחברות רבות מתנסות היום במחשוב קוונטי, יישומים מעשיים מעבר לפרויקטים של 'הוכחת קונספט' נמצאים כנראה במרחק של 2-3 שנים", אמר יובל בוגר, סמנכ"ל השיווק של חברת המחשוב הקוונטי Classiq ל-Lifewire ב- ראיון במייל. "במהלך השנים הללו, יוצגו מחשבים גדולים ובעלי יכולת גבוהה יותר, ויאומצו פלטפורמות תוכנה המאפשרות ניצול של המכונות הקרובות הללו."
התפקיד של מערכות מכניות במחשוב קוונטי
החוקרים בסטנפורד מנסים להוריד את היתרונות של מערכות מכניות לקנה המידה הקוונטי. על פי מחקרם האחרון שפורסם בכתב העת Nature, הם השיגו מטרה זו על ידי חיבור מתנדים זעירים עם מעגל שיכול לאחסן ולעבד אנרגיה בקיובייט, או 'ביט' קוונטי של מידע. הקיוביטים מייצרים אפקטים מכאניים קוונטיים שיכולים להפעיל מחשבים מתקדמים.
הדרך שבה המציאות פועלת ברמה המכאנית הקוונטית שונה מאוד מהחוויה המקרוסקופית שלנו בעולם.
"עם התקן זה, הראינו את הצעד הבא החשוב בניסיון לבנות מחשבים קוונטיים והתקנים קוונטיים שימושיים אחרים המבוססים על מערכות מכניות", אמר אמיר סאפאווי-נאיני, המחבר הבכיר של המאמר. עדכון חדשותי. "אנחנו בעצם מחפשים לבנות מערכות 'מכניות קוונטיות'."
הכנת המכשירים המכניים הזעירים לקחה הרבה עבודה. הצוות היה צריך לייצר רכיבי חומרה ברזולוציות בקנה מידה ננומטרי ולשים אותם על שני שבבי מחשב סיליקון. לאחר מכן החוקרים הכינו מעין כריך שהדביק את שני הצ'יפס זה לזה, כך שהאלמנטים בצ'יפ התחתון פנו לאלה שבחצי העליון.
לשבב התחתון יש מעגל מוליך-על מאלומיניום שיוצר את ה-qubit של המכשיר. שליחת פולסים של מיקרוגל לתוך המעגל הזה מייצרת פוטונים (חלקיקי אור), המקודדים קווביט של מידע במכונה.
בניגוד להתקנים חשמליים רגילים, המאחסנים ביטים כמתחים המייצגים 0 או 1, קיוביטים בהתקנים מכאניים קוונטיים יכולים גם לייצג שילובים של 0 ו-1 בו זמנית. התופעה המכונה סופרפוזיציה מאפשרת למערכת קוונטית לצאת במספר מצבים קוונטיים בבת אחת עד למדידת המערכת.
"האופן שבו המציאות פועלת ברמה המכאנית הקוונטית שונה מאוד מהחוויה המקרוסקופית שלנו בעולם", אמרה Safavi-Naeini.
אגנטה קללנד
התקדמות במחשוב קוונטי
טכנולוגיית הקוונטים מתקדמת במהירות, ובכל זאת יש מכשולים שצריך לפנות לפני שהיא מוכנה ליישומים מעשיים, אמר איתמר סיון, מנכ ל מכונות קוונטים, בראיון למייל ל-Lifewire.
"מחשוב קוונטי הוא כנראה צילום הירח המאתגר ביותר שאנו כחברה עסוקים בה כרגע", אמרה סיון. "כדי שזה יהפוך למעשי, זה ידרוש התקדמות משמעותית ופריצות דרך במספר שכבות של ערימת המחשוב הקוונטי."
כיום, מחשבים קוונטיים רדופים על ידי רעש, מה שאומר שעם הזמן, קיוביטים הופכים כל כך רועשים שאין לנו דרך להבין את הנתונים שנמצאים עליהם, והם הופכים חסרי תועלת, זאק רומאשקו, מהנדס עם חברת Universal Quantum אמרה באימייל.
"בפועל, זה אומר שאלגוריתמים עבור מחשבים קוונטיים מוגבלים לכמות זמן או מספר קטן של פעולות בלבד לפני כשל", אמר רומאשקו. "לא ברור אם המשטר הרועש הזה יכול להניב תוצאות מעשיות, אם כי מספר חוקרים מאמינים שהדמיית כימיקלים בסיסיים נמצאים בהישג יד."
המחשוב הקוונטי התקדם משמעותית בשנים האחרונות, בעיקר עם הפגנת מה שנקרא 'עליונות קוונטית' שבה מחשב קוונטי ביצע פעולה שלטענת המחברים הייתה לוקחת מכונה רגילה כ-10,000 שנים להשלים. "היה ויכוח אם מחשב רגיל היה לוקח כל כך הרבה זמן, אבל זו עדיין הדגמה יוצאת דופן", אמר רומאשקו.
לאחר שהמכשולים הטכניים ייפתרו, סיון צופה שתוך כמה שנים, למחשוב קוונטי יתחיל להיות השפעה משמעותית על כל דבר, מהצפנה ועד לגילוי חיסונים."תארו לעצמכם כמה שונה הייתה מגיפת קוביד-19 אילו מחשבים קוונטיים היו מסוגלים לעזור לגלות חיסון בשבריר מהזמן", אמר.
