לראשונה בעולם: מחשב קוונטי עם תוכנה ישראלית ביצע חישוב מעבר ליכולות המחשוב הקלאסי
מחשב קוונטי של IBM, בשילוב תוכנת הפחתת השגיאות של חברת קדמה הישראלית, הצליח לבצע חישוב מדעי מדויק בתחום שבו שיטות הסימולציה הקלאסיות המתקדמות ביותר כבר לא הצליחו לספק תשובה אמינה
מייסדי חברת קדמה. צילום: אייל טואג
לראשונה בעולם, מחשב קוונטי מסחרי הצליח לבצע חישוב מדעי מדויק ומהימן בתחום שבו מחשבי-העל ושיטות הסימולציה הקלאסיות המתקדמות ביותר כבר לא הצליחו לספק תוצאות עקביות. ההישג התאפשר בזכות שילוב בין מחשב קוונטי של IBM לבין תוכנת QESEM שפיתחה חברת QEDMA (קדמה) הישראלית, שנועדה להפחית את השפעת השגיאות והרעש הקיימים במערכות קוונטיות.
במסגרת המחקר המשותף בחנו צוותי IBM וקדמה בעיה מורכבת מתחום פיזיקת החומרים: כיצד משתנות התכונות המגנטיות של חומר כאשר המערכת מופעלת שוב ושוב באמצעות פולסים חיצוניים. מדובר בבעיה מדעית משמעותית, אך ככל שהמערכת גדלה והחישוב הופך מורכב יותר, גם שיטות הסימולציה הקלאסיות המתקדמות ביותר מתקשות להתמודד.
כדי לבדוק את גבולות היכולת של המחשוב הקלאסי, החוקרים השוו את תוצאות המחשב הקוונטי לחישובים שבוצעו באמצעות מספר שיטות סימולציה מתקדמות, כולל על מחשב-העל Fugaku של מכון RIKEN היפני — אחד ממחשבי-העל החזקים בעולם. בעוד שבמערכות קטנות יותר התקבלה התאמה בין החישובים הקלאסיים לקוונטיים, ככל שהמערכת גדלה הפסיקו השיטות הקלאסיות לספק תוצאות עקביות.
לעומת זאת, לאחר הפעלת תוכנת QESEM של קדמה, המחשב הקוונטי המשיך להפיק תוצאות מהימנות. לפי החוקרים, היתרון לא התבטא רק במהירות — שהייתה גבוהה פי 100,000 לעומת השיטות שנבדקו — אלא גם ביכולת להגיע לרמת דיוק שלא ניתן היה להשיג באמצעות החישוב הקלאסי.
החוקרים ביצעו אימות נוסף באמצעות מחשבים קוונטיים של חברת Quantinuum, המבוססים על טכנולוגיה שונה לחלוטין מזו של IBM. בעוד IBM משתמשת במעגלים קוונטיים המבוססים על מוליכי־על, Quantinuum מבוססת על טכנולוגיית יונים לכודים. למרות ההבדלים בין הפלטפורמות, שתי המערכות הגיעו לאותה תוצאה — חיזוק משמעותי לכך שהתוצאה משקפת את התופעה הפיזיקלית שנחקרה.
"אנחנו מתחילים לראות את ההבטחה של המחשוב הקוונטי מתממשת", אמר ד"ר אסיף סיני, מנכ"ל ומייסד-שותף של קדמה. "באמצעות התוכנה שלנו אנחנו משפרים באופן משמעותי את העוצמה והאמינות של המחשבים הקוונטיים הקיימים ומקרבים את התחום להשפעה מעשית ומסחרית."
קדמה הוקמה בשנת 2020 על ידי ד"ר אסיף סיני, פרופ' דורית אהרונוב מהאוניברסיטה העברית ופרופ' נתנאל לינדנר מהטכניון. החברה מפתחת תוכנה להפחתת שגיאות קוונטיות שאינה תלויה בחומרה מסוימת, במטרה לאפשר הפקת ערך מדעי ממחשבים קוונטיים קיימים — עוד לפני הגעת הדור הבא של מחשבים חסיני שגיאות.