מחשוב קוונטי נחשב בשנים האחרונות לאחת מהמהפכות הצפויות בעולם המחשוב, בזכות עוצמות חישוביות שלא נראו עד כה. אבל המהפכה הזו עדיין בחיתוליה, ושאלת מימוש הפוטנציאל המלא של הטכנולוגיה הזו נמצאת עדיין על השולחן. האם המחשבים הקוונטיים שכבר נבנו בעולם, שנחשבים לחלשים יחסית לעומת המימוש המלא של הטכנולוגיה, מסוגלים כבר עכשיו לעשות דברים שנמצאים מעבר ליכולתם של מחשבים רגילים - או שמא מפריזים ביכולותיהם, ועל כן השימוש המעשי בטכנולוגיה הזאת יידחה לעתיד?
השאלות האלה נעשו רלוונטיות במיוחד בימים האחרונים, לאחר שקבוצת חוקרים סינים טענה שמצאה דרך לפענח את שיטת ההצפנה RSA - שעומדת בבסיס רוב התקשורת המקוונת של ימינו.
היה מקובל לחשוב שיעברו עוד עשר שנים לפני שפיצוח הצפנה מקוונת באמצעות מחשוב קוונטי יהפוך לסכנה ממשית. אבל 24 החוקרים, שבאים מכמה מהאוניברסיטאות הבולטות בסין וממעבדות במימון ממשלתי במדינה, טוענים שהמחקר שלהם מראה שאולי זה אפשרי כבר עכשיו באמצעות טכנולוגיה קוונטית.
הבעיה היא שהביטים הקוונטיים ("קיוביטים"), שמשמשים שמחשבים הקוונטים של ימינו, מאוד לא יציבים, ומצליחים להחזיק את המצב הקוונטי שלהם לזמנים קצרים מאוד, מה שיוצר "רעש". כתוצאה "מצטברות שגיאות במחשב, ואחרי כמאה פעולות, יש כל כך הרבה שגיאות - שהמכונה כושלת", אמר סטיב בראיירלי, מנכ"ל חברת המחשוב הקוונטי Riverlane.
החברות שעובדות על טכנולוגיה קוונטית נמצאות במרוץ להוכיח שהמערכות של ימינו יכולות להשיג יתרון קוונטי – הנקודה שבה מחשב קוונטי יוכל לבצע משימה שימושית ביעילות רבה יותר מאשר מחשב קלאסי. הגעה לנקודה הזאת תבשר את ראשית השימוש המסחרי
מסיבה זו חוקרים מחפשים אחר קיוביטים יציבים יותר וכן אחר טכניקות לתיקון שגיאות שיתגברו על "הרעש". מצב העניינים הזה דוחה בשנים רבות את הרגע שבו המחשבים הקוונטיים יוכלו ככל הנראה לממש את מלוא הפוטנציאל שלהם.
אבל טענתם של החוקרים הסינים, שנראית כמו הצהרת תמיכה במערכות "הרועשות" של ימינו, עוררה חשש בעולם אבטחת הסייבר, שאולי בעצם מדובר באיום מוחשי ומידי לתחום האבטחה המקוונת.
בסוף השבוע שעבר, חוקרים שיושבים בצומת שבין המתמטיקה המתקדמת למכניקה הקוונטית ציננו את ההתרגשות מהמחקר הסיני. בראיירלי מ־Riverlane אמר ש"אין סיכוי שזה יעבוד", כי החוקרים הסינים יצאו מנקודת הנחה שמחשב קוונטי יכול פשוט להריץ מספר רב של חישובים בו זמנית, במקום להבין שהיתרון הקוונטי שוכן בתכונות הקוונטיות של המערכת.
פיטר שור, המתמטיקאי האמריקאי שהציע לראשונה דרך שבה מחשבים קוונטיים יוכלו לפצח הצפנות, הסביר שמחשב קוונטי לא יוכל להריץ את כל החישובים האלה במקביל וניבא שעל כן יידרשו לו "מיליוני שנים" לבצע את החישוב שהמאמר מציג.
מומחים מזהירים מפני חורף קוונטי
תוצאות המחקר הסיני מתפרסמות כעת בתקופה שבה החברות שעובדות על הטכנולוגיה הזאת נמצאות במרוץ להוכיח שהמערכות "הרועשות" של ימינו יכולות להשיג את היתרון הקוונטי המדובר – קרי הנקודה שבה מחשב קוונטי יוכל לבצע משימה שימושית ביעילות רבה יותר מאשר המחשבים המוכרים, הקלאסיים. ההגעה לנקודה הזאת תבשר את ראשית השימוש המסחרי בטכנולוגיה הקוונטית.
לפני ארבע שנים חזה ג'ון פרסקיל, פיזיקאי תאורטי מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה, שכאשר המערכות הקוונטיות יגיעו לגודל של 50-100 קיוביטים, הן יתחילו לעלות בביצועיהן על המחשבים הקיימים, ואולי אף יהיו להן יישומים מסחריים. אבל הרגע הזה בא והלך בלי שהמערכות הקוונטיות יפגינו עליונות ברורה. IBM חשפה לפני יותר משנה מחשב של 127 קיוביט, ובחודש שעבר הודיעה כי מעבד של 433 קיוביט יהיה זמין ברבעון הראשון של 2023.
בימינו פרסקיל נשמע זהיר יותר. "אני צופה שבשביל יישומים מעשיים עם ערך עסקי אמיתי נצטרך לחכות למחשבים קוונטיים עם תיקון שגיאות ועמידות לכשלים", אמר, והוסיף שהיעד הזה כנראה עדיין "רחוק למדי". אבל הוא הדגיש שלמערכות של ימינו יש בכל זאת ערך מדעי.
אחת הסיבות להצטננותן של התקוות מהמחשוב הקוונטי, היא העובדה שנמצאו בינתיים דרכים חדשות לתכנת את המחשבים הקלאסיים להתמודד עם משימות שנחשבו בעבר מעל ליכולותיהם. ההתפתחות הזאת הרחיקה את האופק הקוונטי, את הרגע שבו אנשים יפתחו מערכות שישיגו את היתרון הקוונטי המדובר, אומר אוסקר פיינטר, ראש מחלקת החומרה הקוונטית בחטיבת מחשוב הענן של אמזון, אחת החברות שבונה מחשב קוונטי משל עצמה.
אחרי שנים של ציפייה גוברת והולכת, היעדרם של היישומים המעשיים לטכנולוגיה הזאת הוביל מומחים אחדים להזהיר מפני "חורף קוונטי" אפשרי – תקופה שבה העניין בתחום דועך למשך כמה שנים בשל האכזבה מהטכנולוגיה החדשה. המונח הזה שאול מ"חורפֵי הבינה המלאכותית" של שנות השבעים והשמונים, שבהם כמה אפיקי מחקר מבטיחים הובילו למבוי סתום ועיכבו את התחום כולו לזמן ממושך. כיום גם משתמש ב"חורף קריפטו", לתיאור הדעיכה מההתלהבות בתחום.
אחרי שנים של ציפייה גוברת והולכת, היעדרם של היישומים המעשיים לטכנולוגיה הוביל מומחים אחדים להזהיר מפני "חורף קוונטי" אפשרי – תקופה שבה העניין בתחום דועך למשך כמה שנים בשל האכזבה מהטכנולוגיה החדשה
"יש מי שדואג ש[החורף] יהיה ממש קשה", אמר פיינטר מ־Amazon Web Services. אך כמו רבים בתחום, גם הוא אמר שלא סביר כי עיכובים בטווח הקצר יובילו להקפאה ארוכת טווח של המימון למחקר: "לא נראה לי שזה ייפסק".
התפוגגות התקוות לפיתוח מהיר של יישומים קוונטיים גרמה כבר עכשיו לנפילה חדה במניות של כמה חברות - אלה שבאמצע 2021 רכבו על גל ההתלהבות מהמגזר כל הדרך להנפקה.
Arquit, IonQ, D-Wave ו־Rigetti הגיעו במצטבר לשווי של 12.5 מיליארד דולר, על סמך מחירי השיא של מניותיהן לאחר ההנפקות. מאז נפל שוויין המצטבר ל־1.4 מיליארד דולר. החברות הקוונטיות ספגו כמה מהלומות בשנה שעברה, וביניהן: IonQ נפגעה מדוח של סוחר שמכר בשורט, ולפיו הטכנולוגיה לא מימשה את טענותיה. ואילו צ'אד ריגטי, המייסד של Rigetti, סולק מתפקיד המנכ"ל ואז התפטר לקראת סוף השנה.
חלק מהבעיה שהמגזר מתמודד איתה היא התלהבות יתר בנוגע לטכנולוגיה, אומר קונסטנטין גונצ'ולאה, סמנכ"ל הטכנולוגיה המתקדמת בוולס פארגו. הוא השווה את התגברות הציפיות מהמחשוב הקוונטי למה שקרה בתעשיית הקריפטו, כי גם כאן הדיוטות רבים נמשכו לתחום, וההבטחות של הטכנולוגיה התנפחו הרבה מעבר לפוטנציאל שלה בטווח הקצר.
אף על פי כן, החברות שעובדות על המחשבים הקוונטיים הראשונים והתוכנות הקוונטיות הראשונות עדיין מתעקשות שהיישומים המסחריים ממש עבר לפינה, אך הן מקפידות שלא לתת תחזית מדויקת מדי.
דייוויד ריבאס, ראש מחלקת ההנדסה והמוצר ב־Rigetti, אמר שהחברה עדיין מאמינה שהיא תגיע ליתרון הקוונטי כשלמחשבים יהיו "כמה מאות עד כמה אלפי קיוביטים". לדבריו, גם אם הביצועים של המכונות הקוונטיות לא יהיו טובים יותר מאלה של מחשבי העל הקיימים, הן עדיין יוכלו להיות שימושיות אם הן יעלו הרבה פחות, או אם הן יוכלו לפעול הרבה יותר מהר והרבה יותר מדויק.
אחדות מהחברות הקוונטיות ראו בהצהרה הסינית המפתיעה בנוגע להצפנה המקוונת סימן לכך שיומה הגדול של הטכנולוגיה קרב ובא. אבל הספקנים יצביעו ודאי על חוסר המעשיות של המחקר, ויראו בו אישור לכך שהמחשוב הקוונטי הוא עדיין בסך הכל ניסוי מדעי מרשים, ולא טכנולוגיה שימושית.
תרגום: תומר בן אהרון
© The Financial Times Limited 2022. All Rights Reserved. Not to be redistributed, copied or modified in anyway. tech12 is solely responsible for providing this translation and the Financial Times Limited does not accept any liability for the accuracy or quality of the translation