סיכום שבועי: ההתרחבות של מיקרוסופט לקיוביטים לוגיים ומבחני הביצועים של IBM Heron

נוף המחשוב הקוונטי עבר רשמית משלב הניסויים במעבדה לשלב של הנדסת מערכות קפדנית. השבוע, עדכונים משמעותיים ממובילות התעשייה הבהירו את מפת הדרכים לעבר מערכות עמידות לשגיאות (fault-tolerant), תוך התמקדות פחותה במספר הקיוביטים הפיזיים הגולמיים ויותר באמינות של קיוביטים לוגיים ובמהירות הביצוע בסביבות דאטה-סנטר אמיתיות.

הצמיחה של מיקרוסופט לעבר 50 קיוביטים לוגיים

מיקרוסופט העמיקה את המיקוד שלה בתיקון שגיאות, תוך ניצול משפחה חדשה של קודים גיאומטריים ארבע-ממדיים (4D) כדי להגדיל את מספר הקיוביטים הלוגיים שלה. בהמשך לאבן הדרך הקודמת של 24 קיוביטים לוגיים שזורים שהושגה עם Atom Computing, מיקרוסופט דוחפת כעת לעבר יעד קרוב של 50 קיוביטים לוגיים. התקדמות זו מונעת על ידי ארכיטקטורת השבב Majorana 1, המשתמשת בגישה טופולוגית שנועדה לעמידות בפני שגיאות ברמת החומרה.

הנתונים האחרונים מצביעים על כך שקודים אלו משיגים הפחתה של פי 1,000 בשיעורי השגיאות, ודורשים פחות קיוביטים פיזיים ליצירת קיוביט לוגי בודד בהשוואה לקודי שטח (surface codes) מסורתיים. יעילות זו היא אבן הפינה של תחזית החברה כי מכונות קוונטיות בעלות ערך מסחרי יהיו מבצעיות במרכזי נתונים עד שנת 2029. על ידי צמצום התקורה הנדרשת לתיקון שגיאות, מיקרוסופט מקדמת את התעשייה לעבר "שלב 2 – חוסן" (Level 2 – Resilient), שבו הוספת קיוביטים מפחיתה את הרעש באופן עקבי במקום להגביר אותו.

מבחני הביצועים של IBM Heron ופריסת ה-Nighthawk

IBM פרסמה מדדי ביצועים מעודכנים עבור מעבד ה-Heron R2 שלה, המאשרים את מעמדו כמכונה בדרגת שירות (utility-scale) בעלת ביצועים גבוהים. משפחת ה-Heron מסוגלת כעת לבצע 5,000 פעולות שער של שני קיוביטים במשימה אחת – כפול מהמדד הקודם שלה. יתרה מכך, מערכת ה-Heron R2 (ספציפית מערכת ה-ibm_kingston) הציגה ביצועים של 340,000 פעולות שכבת מעגל לשנייה (CLOPS), מה שמספק את המהירות הדרושה לסימולציות מדעיות מורכבות.

במקביל למדדים אלו, IBM מתחילה בפריסת מעבד ה-Nighthawk שלה. בניגוד לעיצובים קודמים, ה-Nighthawk כולל טופולוגיית קיוביטים מרובעת עם 218 מצמדים מתכווננים (tunable couplers), המאפשרים עלייה של 30% במורכבות המעגלים. ארכיטקטורה זו תוכננה במיוחד כדי להקל על המעבר ליתרון קוונטי מוכח (verified quantum advantage), ש-IBM מצפה להשיג עד סוף שנת 2026. השילוב של מעבדים אלו בארכיטקטורת מחשוב-על קוונטית מאפשר לחוקרים להריץ עומסי עבודה היברידיים, כגון סימולציה של צבירי ברזל-גופרית, על פני משאבים קלאסיים וקוונטיים עם שיהוי (latency) מינימלי.

חדשות מהירות מהתעשייה הקוונטית

• הישג ל-Infleqtion: החברה הריצה בהצלחה אלגוריתמים לגילוי סמנים ביולוגיים (biomarkers) באמצעות 12 קיוביטים לוגיים על מערכת ה-Sqale שלה, וזיהתה מתאמים בנתוני סרטן העולים על היכולות הקלאסיות.
• פריסה של Pasqal: המחשב הקוונטי הראשון של איטליה המבוסס על אטומים ניטרליים, מערכת של 140 קיוביטים, נמסר השבוע לחיזוק המחקר האזורי במדעי החומרים.
• פריצת דרך ברשתות: Qunnect הציגה החלפת שזירה (entanglement swapping) בקנה מידה עירוני על גבי סיבים אופטיים מסחריים בשיתוף עם סיסקו, שלב קריטי לעבר אינטרנט קוונטי מבוזר.
• תיקון שגיאות: מדדים חדשים מראים כי פענוח שגיאות קוונטיות אפשרי כעת בפחות מ-480 ננו-שניות באמצעות קודי qLDPC על חומרה קלאסית.