IBM בונה מחשב קוונטי מסחרי

"אחד היישומים הראשונים והמבטיחים ביותר של מערכות מחשוב קוונטי צפוי להיות בתחום הכימיה", אומרים ביבמ

IBM חושפת מיזם ראשון מסוגו בתעשיית טכנולוגיות המידע: בניית המחשב הקוונטי הראשון בעולם שיהיה זמין לשימוש מסחרי. מערכת IBM Q וסל השירותים התומכים בה יהיו זמינים באמצעות Bluemix - פלטפורמת הענן של IBM. בעוד טכנולוגיות הפועלות על גבי מחשבים קלאסיים, דוגמת ווטסון של IBM, מסוגלות כיום לסייע בזיהוי דפוסים ותובנות המסתתרים בכמויות גדולות של נתונים קיימים – יספקו מחשבים קוונטיים פתרונות לבעיות בהן לא ניתן לאתר דפוסים כל שהם, משום שהמידע הנוגע להם כלל אינו קיים במרוכז. היכולות הנדרשות על מנת לחקור ולהגיע לתשובות גבוהות-שמחשבים קלאסיים כלל אינם מסוגלים להשיגן.

IBM מציגה ממשקי תכנות יישומים (API) למערכת IBM Quantum Experience, המאפשרים למפתחים ולמתכנתים להתחיל לבנות ממשקים בין מערכת המחשב הקוונטי בענן בעל חמש הסיביות הקוונטיות, אותו הפעילה עד כה IBM במתכונת ניסיונית – ובין מערכות מחשוב קלאסיות, מבלי להזדקק לידע מקיף בתחום הפיזיקה הקוונטית.

במקביל, מציעה IBM סימולטור חדש לסביבת IBM Quantum Experience המסוגל להציג מודל של מעגל בעל 20 סיביות קוונטיות. כבר במחצית הראשונה של השנה הנוכחית, מתכננת IBM להציג ערכת כלי פיתוח תוכנה (SDK) על גבי המערכת הקוונטית שלה, שתאפשר למשתמשים לבנות יישומים קוונטיים פשוטים ויישומי תוכנה.

מערכת IBM Quantum Experience מאפשרת לכל משתמש לתקשר עם המעבד הקוונטי של IBM באמצעות סביבת הענן של החברה, להריץ אלגוריתמים ולערוך ניסויים, לפנות ישירות אל כל סיבית קוונטית, ולהתנסות בהדרכות ובהדמיות על מנת להבין את האפשרויות העשויות להיפתח בעידן המחשוב הקוונטי.

לדברי עודד כהן, סגן נשיא IBM העולמית ומנהל מעבדת המחקר בחיפה: "ההכרזה של IBM על שירות ענן מסחרי המנגיש מחשוב קוונטי לשותפים ולקוחות היא מהפכה אדירה בעולם המחשוב. מחשב קוונטי מסוגל לפתור בעיות שלא ניתן לפתור לא היום ואף לא בעתיד באמצעות מחשבים רגילים. מערכות קוונטיות מבטיחות להפוך לטכנולוגיה המרכזית הבאה, הנושאת עימה פוטנציאל לקדם עידן חדש של חדשנות, בכל תחומי המשק והתעשייה". כהן מוסיף כי: " IBM השקיעה לאורך עשרות שנים בקידום תחום המחשוב הקוונטי, ואנו מחויבים לפעול להרחבת הגישה של משתמשים בקהילה המדעית והעסקית למערכות קוונטיות וליכולות העוצמתיות שלהן. בעקבות ווטסון ומערכות blockchain, אנו מאמינים כי מחשוב קוונטי יספק את המערכת הבאה של שירותים רבי עוצמה, שיוצעו באמצעות פלטפורמת הענן של IBM".

מערכות IBM Q יתוכננו באופן שיאפשר להן להתמודד עם בעיות הנחשבות כיום מורכבות מכדי לטפל בהן במערכות מחשוב קלאסיות. אחד היישומים הראשונים והמבטיחים ביותר של מערכות מחשוב קוונטי צפוי להיות בתחום הכימיה. אם ניקח מולקולה פשוטה דוגמת זו של הקפאין, בקפה שלנו, נמצא כי מספר המצבים הקוונטיים במולקולות מזנק בקצב אסטרונומי. מערכות מחשוב קונבנציונאליות ופתרונות הטיפול בזיכרון אותם הן מציעות, לא יהיו מסוגלות להכיל את מלוא היקף הבעיה הזאת ולטפל בה.

מדענים ב- IBM פיתחו טכניקות המאפשרות לנהל באופן יעיל סימולציה של בעיות בתחומי הכימיה, על גבי מערכות חומרה קיימות בעולם המחשוב הקוונטי. בשלב הנוכחי, מפתחים החוקרים הדגמות סימולציה של מגוון מולקולות – ובעתיד הם מתכוונים להרחיב את היכולות האלה גם אל מולקולות מורכבות הרבה יותר. הסימולציות האלה יאפשרו לחזות את המאפיינים הכימיים של החומר ברמת דיוק גבוהה יותר מזו האפשרית כיום, במערכות מחשוב קלאסי.

יישומים נוספים של מערכות מחשוב קוונטי, עשויים לכלול משימות גילוי של תרופות וחומרים חדשים, באמצעות הבנה מעמיקה יותר של אינטראקציות ברמה המולקולארית ותהליכים כימיים. בעולם ניהול שרשרת האספקה ומשימות לוגיסטיקה מורכבות, יאפשר מחשוב קוונטי למצוא את הנתיב האופטימאלי במערכת מורכבת המשלבת מספר גדול של מערכות – על מנת להבטיח יעילות מרבית. תעשיית השירותים הפיננסיים, תוכל לבנות מודלים חדשים של נתונים ותהליכים כלכליים, תוך זיהוי מדויק של גורמי סיכון וקבלת החלטות השקעה משופרות. בתחום הבינה המלאכותית, וביישומים דוגמת למידת מכונה, יוכלו מחשבים קוונטיים להתמודד עם אוספי נתונים גדולים במיוחד, ובתחום אבטחת הענן תאפשר הטכנולוגיה החדשה שמירה משופרת על הפרטיות.

מפת הדרכים אותה מציגה IBM לפיתוח מחשבים קוונטיים לשימושים מעשיים, מבוססת על גישה הוליסטית לקידום בו-זמני של כל החלקים במערכות עתידיות אלו. IBM תמנף את המומחיות העמוקה שלה בתחום הסיביות הקוונטיות המבוססות על מוליכי-על, שילוב מערכות מורכבות בעלות ביצועים גבוהים במיוחד, ותהליכי ייצור מתקדמים בקנה מידה ננומטרי (האופייניים לתעשיית המוליכים למחצה) על מנת לסייע לקידום יכולות המחשוב המבוססות על מכניקת הקוונטים. בנוסף, ימנפו כלי התוכנה וסביבות הפיתוח לעולם המחשוב החדש את הידע והניסיון של מתמטיקאים, חוקרים בתחום מדעי המחשב, מהנדסי תוכנה ומערכות, הנמנים כולם עם שורות IBM.

מרחיבים את הסביבה האקולוגית של IBM Q

ב- IBM מאמינים בחשיבות שיתוף הפעולה עם מפתחים, מתכנתים ושותפים בעולם האקדמיה – החיוני לקידום מערכות המחשוב הקוונטי של החברה.

מאז הושקה תוכנית IBM Quantum Experience, לפני פחות משנה, הריצו כ- 40,000 משתמשים יותר מ- 275,000 ניסויים חישוביים על גבי המערכת של IBM. חוקרים ביותר ממאה מדינות פועלים כבר בעזרת המערכות החדשות האלה, במחקרים שהניבו עד כה 15 מאמרים מדעיים שפורסמו על ידי חוקרים חיצוניים, ובכלל זה חמישה מאמרים בעיתונים מדעיים מובילים הנשענים על ניסיונות שבוצעו בסביבת IBM Quantum Experience.

לצד עבודה עם מפתחים באוניברסיטאות, משתפת IBM פעולה עם גופים במגוון תחומי משק ותעשייה, על מנת לבחון יישומים אפשריים של מערכות מחשוב קוונטי. קונסורציום המחקר אותו הקימה IBM בתחום הזה, מונה שורה ארוכה של שותפים בינלאומיים ובהן סמסונג, הונדה, קנון, JSR, היטא'צי מטאל ואחרים.