Quantum Artישראל בחזית
Quantum Art: שערים מרובי־קיוביטים בדרך למחשוב קוונטי בעל סבילות לשגיאות
מחקר של Quantum Art מצביע על כך ששערים מרובי־קיוביטים יכולים לשלב קיצור מעגלים עם תיקון שגיאות קוונטי בקנה מידה גדול.
אחת השאלות המרכזיות בדרך למחשבים קוונטיים גדולים היא לא רק כמה קיוביטים אפשר לחבר — אלא כמה פעולות נדרשות כדי לבצע חישוב מורכב, וכמה שגיאות מצטברות בדרך.
ברוב הארכיטקטורות, פעולה מורכבת נבנית מרצף של שערים קטנים, בדרך כלל על קיוביט אחד או שניים. Quantum Art מפתחת גישה המבוססת על יונים לכודים ועל שערים מרובי־קיוביטים, שמאפשרים להפעיל אינטראקציות מתוכננות על מספר קיוביטים יחד.
היתרון האפשרי משמעותי: שערים כאלה יכולים לקצר את עומק המעגל ולהפחית את מספר שלבי החישוב הדרושים לביצוע פעולות מורכבות.
אבל כדי שהגישה תוכל להתרחב למחשבים קוונטיים בעלי סבילות לשגיאות, נדרשת תשובה לשאלה עמוקה יותר: האם פעולה משותפת על קיוביטים רבים גורמת גם לשגיאות להתפשט ביניהם באופן שמקשה על תיקון שגיאות?
במחקר שפורסם ב־2026, חוקרי Quantum Art בנו מודל מיקרוסקופי מפורט של מקורות הרעש בשערים מרובי־קיוביטים בארכיטקטורת יונים לכודים. הם בחנו בין היתר חימום של אופני התנועה, דה־פייזינג ופיזור פוטונים, וחיברו את מודל הרעש לסימולציות של תיקון שגיאות באמצעות rotated surface code.
התוצאה המרכזית היא שמעבר השגיאות נשאר במידה רבה קשור למבנה האינטראקציות שהשער עצמו מפעיל. בפרט, שגיאות בין קיוביטים שאינם מחוברים בפעולת השער נמצאו חלשות משמעותית במודל, והסימולציות הראו התנהגות התואמת קיומו של סף לתיקון שגיאות בקנה מידה גדל בתנאים שנחקרו.
למה זה חשוב
אם אפשר לשמר את היתרון של שערים מרובי־קיוביטים גם בעולם של תיקון שגיאות, מתקבלת דרך מעניינת לחשוב מחדש על הארכיטקטורה של מחשב קוונטי: במקום רק להגדיל את מספר הקיוביטים, אפשר גם להגדיל את עוצמת הפעולה שכל שכבת חומרה מסוגלת לבצע.
המשמעות הטכנולוגית
שערים מרובי־קיוביטים עשויים לאפשר דחיסה של מעגלים קוונטיים, להפחית עומק חישובי ולהשתמש בקישוריות הטבעית הגבוהה של מערכות יונים לכודים.
המחקר הנוכחי הוא עבודת מידול וסימולציה, והשלב הבא הוא להמשיך לחבר בין התחזיות האלה לבין מערכות ניסוי גדולות יותר וביצועי QEC בפועל.
המשמעות העסקית
במחשוב קוונטי בעל סבילות לשגיאות, המשאבים הנדרשים לכל חישוב — מספר הקיוביטים הפיזיים, עומק המעגל, זמן הריצה ותקורת תיקון השגיאות — עשויים להיות גורמים מכריעים בכלכלה של המערכת.
ארכיטקטורה שמצליחה לבצע יותר בכל שכבת חישוב, תוך שמירה על התאמה ל־QEC, יכולה להפוך ליתרון משמעותי במסלול לעבר מערכות קוונטיות שימושיות בקנה מידה גדול.
וזו בדיוק הסיבה שהעבודה של Quantum Art מעניינת: היא בוחנת לא רק כיצד לבנות עוד קיוביטים, אלא כיצד לבנות מחשב קוונטי שבו הארכיטקטורה עצמה מאפשרת לעשות יותר איתם.