טור אורח קוואנטום: "עליית המחשוב הקוונטי והסיכויים שלו" - בתוך טכנולוגיית הקוונטים

"פרטי קוונטים" הוא טור אורח מערכתי המציג תובנות וראיונות בלעדיים עם חוקרים קוונטיים, מפתחים ומומחים המתבוננים באתגרים ותהליכים מרכזיים בתחום זה. במאמר זה מאת שובהם מונדה, אנליסט בכיר מחקרי שוק ב מחקר שוק Future® (MRFR), דנים בהיסטוריה של מחשוב קוונטי. 

העולם ראה התקדמות מפוארת בתחום תחום המחשוב. מהמצאת המחשב הראשון ועד לפיתוח מחשבי-על, כל חידוש דחק את הגבולות של מה שאפשר. האבולוציה של המחשבים חוללה מהפכה מוחלטת בחיי האדם מעבר לדמיון וממשיכה לשחק תפקיד חשוב כמעט בכל היבט של חיי האדם. המחשבים הקלאסיים עיצבו את המאה ה-20, ובתחילת המאה ה-21 אנשים הבינו שלמחשבים קלאסיים יש את הגבולות שלהם וכמעט הגיעו אליהם, אז הם היו צריכים מחשב חדש וחזק יותר מהקלאסי. המגבלות של המחשבים הקלאסיים דחפו מדענים לפתח סוג חדש של מחשוב שנקרא מחשוב קוונטי.

מהו מחשוב קוונטי?

מחשוב קוונטי הוא תחום רב-תחומי הכולל היבטים של מדעי המחשב, פיזיקה ומתמטיקה שמשתמש במכניקת הקוונטים כדי לפתור בעיות מורכבות מדי מהר יותר מאשר במחשבים רגילים. מחשבים קוונטיים יכולים לעבד מידע מהר יותר פי מיליוני ממחשבים רגילים. הסיבה לכך היא שמחשבים קוונטיים משתמשים בקיוביטים, בדרך כלל חלקיקים קטנים (אטומים, יונים, פוטונים או אלקטרונים) המחזיקים מידע ומתנהגים על פי חוקי הפיזיקה הקוונטית. לכן, הוא יכול להתמודד עם כמות עצומה הרבה יותר של מידע הרבה יותר מהר מאשר מחשב קלאסי. 

חברות כמו יבמ, גוגל, אינטל, מערכות D-Wave, ו מיקרוסופט דוהרים לבנות כלי מחשוב קוונטי. עם זאת, IBM קיבל תשומת לב כאשר הם הכריזו תחילה על מחשב קוונטי זמין לציבור כשירות ענן לחוקרים ב-2016. לאחר מכן, עסקים גלובליים הבינו את מלוא הפוטנציאל של מחשבים קוונטיים בפתרון בעיות מורכבות שמחשבים קלאסיים לא יכולים, וחברות רבות כבר משתמשות בטכנולוגיה המהפכנית. חברות כגון מרצדס-בנץ, בואינג, JSR Corporation, Mitsubishi Chemical, ExxonMobil ו-CERN כבר להשתמש מה היא טכנולוגיה לפתרון בעיות מורכבות כמו מורכבות שרשרת האספקה, גילוי סודות היקום, שיפור כימיה של סוללות וכו'. 

בתחילה, המדענים נהג להציע מחשבים קוונטיים אינם שימושיים מסחרית אם הקיבולת שלהם אינה מגיעה לפחות 1,000 קיוביטים. מאז, מחשבים קוונטיים עם קיוביטים גבוהים יותר הפכו להכרח עבור חברות גלובליות. חברות רבות עשו התקדמות משמעותית בצמיחת הקיוביטים, והפיתוח עדיין נמשך. IBM נמצאת בחזית השגת אבן דרך זו ולאחרונה הציג IBM קונדור, מעבד קוויביט קוונטי בעל מוליכי-על של 1,121 מבוסס על טכנולוגיית שערים צולבים תהודה. קונדור דוחף את גבולות הקנה המידה והתפוקה בתכנון שבבים עם עלייה של 50 אחוז בצפיפות הקיוביט. עם ביצועים דומים ל-433-qubit Osprey הקודם, הוא משמש כאבן דרך חידוש, פותר קנה מידה ומודיע על עיצוב חומרה עתידי.

מקרי שימוש אפשריים של מחשבי קוונטים

עם ההתקדמות הטכנולוגית במחשבים הקוונטים, מקרי השימוש האפשריים גדלו מאוד. מחשבים קוונטיים יכולים להיות מועילים במיוחד עבור כל ענף אנכי כדי לפתור בעיות מורכבות מדי ולגלות את כל הפתרונות האפשריים. כיום, תעשיות כמו אנרגיה וכוח, רכב, כימיקלים, תחבורה ולוגיסטיקה, שירותי בריאות, תעופה וחלל וביטחון, IT וטלקום, חקלאות, ייצור ואלקטרוניקה הופכות למשתמשי הקצה המרכזיים. יתר על כן, מחשבים קוונטיים לא רק זוכים לאימוץ נרחב בקרב המגזרים העסקיים. לטכנולוגיה יש פוטנציאל להתמודד גם עם הבעיות הגלובליות וליצור עתיד בר-קיימא יותר. מחשבים קוונטיים הם כל כך חזק שיכול לעזור להתמודד עם בעיות מורכבות כמו מחלות, מזון ו משברי אקלים. משבר האקלים הופך לאחד הנושאים המרכזיים העיקריים של האוכלוסייה העולמית. מחשבים קוונטיים יכולים להתמודד עם הבעיות המורכבות הללו על ידי מתן כל הפתרונות האפשריים. זה יכול להיות שימושי עבור היישומים השונים כגון חיזוי מזג אוויר, ניהול פסולת וניהול מים. 

עם הזמן, התקדמות במחשבים קוונטיים עם מספרים גבוהים יותר של קיוביטים תפתחו אפשרויות משמעותיות שהיום מרגישות כמו מדע בדיוני בלבד. עם זאת, התקדמות במספר הקיוביטים יכולה להיות גם הדאגה הרצינית לעתיד. לפי המחקר, שבוצעה על ידי Universal Quantum, אוניברסיטת סאסקס ו-Qu&Co, מחשב קוונטי עם 13 מיליון קיוביטים פיזיים יכול לשבור את הצפנת הביטקוין תוך יום; ויידרש מחשב של 300 מיליון קיוביטים כדי לשבור אותו תוך 60 דקות. למחשבים קוונטיים מתקדמים כיום יש רק 1,121 קיוביטים והם יכולים להיחשב בטוחים מפני התקפה קוונטית לעת עתה, אבל טכנולוגיות המחשוב הקוונטיות מתרחבות במהירות עם פריצות דרך קבועות המשפיעות על הערכות כאלה והופכות אותן לתרחיש אפשרי מאוד ב-10 הבאות שנים הכוללת את ההצפנה של ביטקוין וטכניקות נפוצות יותר כמו הצפנת RSA. 

עם ההתקדמות האדירה במחשבים הקוונטים, עדיין יש כמה אתגרים להתגבר עליהם. מכשולים טכניים כגון מדרגיות, תיקון שגיאות ושמירה על קוהרנטיות קוויביט נותרו אתגרים משמעותיים הדורשים מחקר ופיתוח מתמשכים. יש גם פער עצום בכישרון, כוח עבודה מיומן עם מומחיות בחומרה קוונטית, תוכנה ואלגוריתמים הוא מכריע, אבל כרגע במחסור. דאגות לגבי אבטחה קוונטית ופוטנציאל שימוש לרעה בטכנולוגיה מצריכות שיקול זהיר ופיתוח אחראי.

למרות האתגרים, העתיד של המחשוב הקוונטי נראה מזהיר. עם המשך השקעה, מחקר ושיתוף פעולה ניתן לצפות להתקדמות משמעותית בשנים הקרובות. אמנם עשוי לקחת זמן עד שמחשבים קוונטיים יהפכו לכל מקום, אך אין עוררין על הפוטנציאל שלהם לחולל מהפכה בתעשיות שונות ולפתור בעיות מורכבות. עם הפוטנציאל להתקדמות פורצת דרך ויישומים טרנספורמטיביים, שוק המחשוב הקוונטי צפוי להשיג צמיחה משמעותית במהלך השנים הקרובות. על פי הערכות MRFR, סביר להניח ששוק המחשוב הקוונטי העולמי יגדל עם שיעור CAGR משמעותי של 31.3% עד 2032. השוק מונע על ידי גורמים כמו עלייה בביקוש לכוח חישוב, הגדלת השקעות ממשלתיות ופרטיות, התקדמות בטכנולוגיית קיוביט ופיתוח של אלגוריתמים ותוכנות קוונטים. 

שובהם מונדה הוא אנליסט בכיר במחקרי שוק ובעל רקע טכני בתחומי טכנולוגיית המידע (IT), מוליכים למחצה ורכב, עם למעלה מ-5 שנות ניסיון במחקר וניתוח שוק. תחומי האחריות שלו כוללים כריית נתונים, ניתוח וביצוע פרויקטים. הוא ערך מחקר על תעשיות טכנולוגיה שונות, כולל Metaverse, web 3.0, אבטחת אמון אפס, אבטחת סייבר, בלוקצ'יין, מחשוב קוונטי, רובוטיקה, טכנולוגיית 5G, מחשוב בעל ביצועים גבוהים, מרכזי נתונים, AI, אוטומציה, ציוד IT, חיישנים, מוליכים למחצה , רכבים חשמליים ועוד רבים אחרים. הוא תרם לפרויקטים עבור חברות Fortune 500 וסיפק תובנות יקרות ערך ללקוחות גלובליים, כולל סינדיקטים, ייעוץ ופרויקטים ממשלתיים.

תגיות: MRFR, מחשוב קוונטי, פרטים קוונטיים, שובהם מונדה

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• מקור: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/quantum-particulars-guest-column-the-rise-of-quantum-computing-and-its-prospects/