מחשוב קוונטי מגיע לעניינים

מחקר קוונטי כיום פירושו עסק גדול. מה שפעם נתפס כקוריוז מדעי, מחשוב קוונטי מבטיח כעת להפוך היבטים רבים של חיי היומיום מאבטחת סייבר לפיתוח תרופות וחיזוי מזג אוויר. בשנים האחרונות העבודה בתחום המחשוב הקוונטי החלה לצאת מאוניברסיטאות ואל מעבדות מחקר תאגידיות, כאשר חברות רב לאומיות גדולות כמו גם סטארט-אפים ובעלי הון סיכון נכנסים למירוץ למסחור טכנולוגיות קוונטיות. אבל למרות כל ההכרזות על מימון השיא וההייפ, יש המזהירים שזה מטפח "בועה קוונטית" שעשויה להתפוצץ בקרוב. 

הלב והנשמה של מחשב קוונטי הם סיביות קוונטיות, או קיוביטים. אלה שונים מביטים רגילים של מחשב, שיכולים להיות 0 או 1. קוביטים, לעומת זאת, יכולים להיות שניהם. שימוש בתכונה זו עבור בעיות חישוביות מורכבות פירושו שניתן יהיה לחשב פתרונות הרבה יותר מהר מהמחשבים המהירים ביותר של ימינו על ידי שינוי קנה מידה של מחשוב לחישוב עם קיוביטים רבים, וכתוצאה מכך לעלייה אקספוננציאלית בכוח המחשוב. קיוביטים יכולים להיעשות מפלטפורמות חומרה שונות, כמו קיוביטים מוליכים-על או יונים לכודים. שיטות נוספות עתידיות הן מעבדים קוונטיים פוטוניים המשתמשים באור במקום.

מומחים אומרים שניתן לצפות ל"יתרון קוונטי" אמיתי רק כאשר מחשבים קוונטיים פועלים עם מיליון קיוביטים. ועם השיא הנוכחי עדיין מתחת ל-100 קיוביטים, יש עוד דרך לעבור. אבל מה שבעיקר מעכב את ההתקדמות הוא הדקוהרנטיות של הקיוביטים עצמם. כדי להימנע מכך, יש להפעיל אותם בסמוך ל-0 K ולמוגן אחד מהשני ומהסביבה. אולם מבחינה מדעית, אין דבר שעוצר את יצירתם של מחשבים קוונטיים בקנה מידה גדול, אבל יש כמה בעיות הנדסיות קשות לפתרון. 

חלק מהאתגרים הללו נתקלים בתוכניות ממשלתיות ענקיות. בארה"ב, הממשלה משקיעה 1.2 מיליארד דולר תוכנית היוזמה הקוונטית הלאומית שמיועד הן לאקדמיה והן למגזר הפרטי, בעוד שממשלת בריטניה מתקרבת לסוף של מיליארד ליש"ט ל-10 שנים התוכנית הלאומית לטכנולוגיה קוונטית, שהחלה ב-2013. בינתיים, הולנד העבירה 615 מיליון אירו בשנה שעברה לארגון הגג Quantum Delta NL לטפח את הפיתוח של טכנולוגיות קוונטיות. עם זאת, כל זה עומד בצל המימון המוערך של סין ב-10 מיליארד דולר לתוכנית הלאומית שלה. 

מטכנולוגיה גדולה לטכנולוגיה קטנה

המחשוב הקוונטי נשלט כיום על ידי ענקיות טכנולוגיה כמו IBM, Amazon, Hewlett Packard, Honeywell, Google ו-Microsoft, כאשר חלק מהן משקיעות רבות ביוזמות קוונטיות. לגוגל יש מעבד קוונטי של 53 קיוביטים בשם Sycamore בעוד ש-IBM חשפה את תוכניותיה לייצר שבב של 433 קיוביטים מאוחר יותר השנה ושבב של 1121 קיוביטים ב-2023. התקני יבמ קוונטים כבר הפכו לזמינים לשימוש על ידי יותר מ-200,000 לקוחות באמצעות שירות מבוסס ענן.

אכן, תאגידים גדולים רבים בוחנים יישומים קוונטיים. גולדמן זאקס מפתחת אלגוריתמי אופטימיזציה קוונטית לתמחר נכסים על סמך הסיכון הגלום הקשור, למשל, לאופציות או מניות שונות. הוא אומר שפעולות פיננסיות כבר יכולות להפיק תועלת ממחשבים קוונטיים בחמש השנים הקרובות. יצרנית הרכב דיימלר, בינתיים, חוקרת כיצד מחשבים קוונטיים יכולים לדמות חומרים חדשים לפיתוח סוללות רכב בעלות ביצועים גבוהים יותר ובעלות נמוכה יותר. בנק HSBC הכריז באפריל האחרון על שותפות עם IBM ללימוד הפוטנציאל של מחשוב קוונטי בבנקאות.

ולא רק השחקנים הגדולים נמצאים במשחק. מספר הסטארט-אפים מבוססי הקוונטים נמצא במגמת עלייה כבר כמה שנים, עם 265 על פי ההערכה האחרונה של דוח מחשוב קוונטי. וחלקם עושים צעדים גדולים קדימה. הסטארט-אפ האמריקאי ColdQuanta השיק השנה מעבד של 100 קיוביטים המבוסס על אטומים קרים ומקווה להשתדרג ל-1000 קיוביטים בשלוש השנים הקרובות. חברה אמריקאית אחרת - IonQ - הייתה הסטארט-אפ הקוונטי הראשון שהחל להיסחר בבורסה של ניו יורק בשנה שעברה, מה שאפשר לה לגייס הרבה יותר מ-600 מיליון דולר במימון השקעות. עסקה משמעותית נוספת כוללת את PsiQuantum, שהשיגה סבב של 450 מיליון דולר השנה, בהתבסס על הבטחתה לבנות מחשב קוונטי מבוסס פוטוני בקנה מידה מלא עד 2025. 

בהתחשב בכך שיש בסיס מדעי מוצק העומד בבסיס הפוטנציאל של הטכנולוגיה הקוונטית, השאלה היא לא אם זה יקרה אלא מתי

פריקה היימן

סטארט-אפים מבוססי קוונטים מושכים גם את התעניינותם של משקיעי הון סיכון. זה מעט מנוגד לאינטואיציה שכן משקיעי הון סיכון מהמרים בדרך כלל על "סוסים בטוחים", מה שלא קורה במוצרים מסחריים שצפויים לצאת לשוק בעוד עשור מעכשיו. אף על פי כן, לפי חברת הייעוץ מקינזי, הון סיכון והון פרטי אחר מהווים כיום יותר מ-70% מההשקעות בטכנולוגיה קוונטית. ובמקום שבו הושקעו רק 93.5 מיליון דולר ב-2015, ב-2021 הנתון הזה עלה לסכום מדהים של 3.2 מיליארד דולר. 

הסכנה של כל ההשקעה הזו היא שהיא מובילה לבועה, אבל זה לא מדאיג חלק, לפחות כרגע. "אני לא מאמין שתהיה התרסקות כללית של השקעות, כי בשנים הקרובות נראה הצלחות שמוכרזות, וארגונים המשתמשים במחשוב קוונטי עבור יישומים מסחריים או מדעיים בעולם האמיתי", אומר דאג פינקה המנהל דוח מחשוב קוונטי. 

Freeke Heijman, מנהלת פיתוח מערכות אקולוגיות ב-Quantum Delta NL מוסיפה כי מעט הייפ אינו בהכרח רע מכיוון שהוא יעזור לרגש אנשים להיכנס לטכנולוגיות קוונטיות. "בהתחשב בעובדה שיש בסיס מדעי מוצק העומד בבסיס הפוטנציאל של הטכנולוגיה הקוונטית, השאלה היא לא אם זה יקרה אלא מתי", היא מוסיפה.