חברת IBM הכריזה על תוכניותיה לבניית IBM Quantum Starling (“סטארלינג”), מחשב-העל הקוונטי הראשון בעולם, לפי החברה, בקנה מידה גדול, שיהיה עמיד בפני שגיאות (large-scale, fault-tolerant quantum computer) ויוכל לבצע 100 מיליון פעולות קוונטיות – פי 20 אלף יותר ממחשבים קוונטיים הפועלים כיום.
סטארלינג צפוי להוות פריצת דרך עם שימוש בקיוביטים לוגיים שיהפכו את תחום המחשוב הקוונטי לישים ובר-הרחבה לראשונה, כאשר החברה צפויה למסור את סטארלינג ב-2029 במרכז המחשוב הקוונטי החדש שמקימה החברה בפוקיפסי, ניו יורק.
עד כה, אף חברה לא הצליחה להציג נתיב טכנולוגי ברור לבניית מערכת קוונטית עמידה בפני שגיאות שלא כרוכה בעלויות הנדסיות לא מציאותיות.
עוצמת מחשוב חסרת תקדים
עוצמת העיבוד העצומה של סטארלינג תתבסס על השימוש בכ-200 קיוביטים לוגיים שיוכלו להריץ 100 מיליון פעולות קוונטיות. לשם השוואה מדובר עוצמת עיבוד שתדרוש פי קווינדציליון (10 בחזקת 48) יותר זיכרון מזה הקיים במחשב-העל החזק ביותר בעולם כיום.
סטארלינג צפוי להפוך לבסיס של מערכת המחשוב הקוונטי IBM Quantum Blue Jay, שתוכל לבצע יותר ממיליארד פעולות קוונטיות בעזרת 2,000 קיוביטים לוגיים.
עוצמת מחשוב כזו תוכל להאיץ תהליכים מורכבים כגון פיתוח תרופות, גילוי חומרים חדשים, אתגרים כימיים ואופטימיזציה של מערכות.
We’re excited to share our plans for IBM Quantum Starling, expected to be the world’s first large-scale, fault-tolerant quantum computer.
This new system, to be delivered to clients by 2029, is expected to perform 20,000x more operations than today’s quantum computers. Read more… pic.twitter.com/zFitqHly4U
— IBM (@IBM) June 10, 2025
קיוביט לוגי – פתרון לאתגר תיקון השגיאות
בניגוד לעולם המחשוב הרגיל בו אנו רגילים לדבר על ביטים (bit) שיכולים לייצג 1 או 0, במחשבים קוונטיים נמצא קיוביטים (Qubit) שיכולים לייצג 1 או 0 בו-זמנית בהתבסס על מכניקת הקוונטים.
הסוגיה המרכזית בפיתוח מחשבים קוונטיים כיום היא במציאת דרכים להפחתת הרעשים והשגיאות המתקבלים מקיוביטים “רגילים”, לאור האופן בו הקריאה של מצב הקיוביט ברגע נתון יוצרת.
במקרה של IBM, החברה פיתחה קיוביט לוגי, יחידה של מחשב קוונטי מתקן שגיאות שתפקידה לאחסן מידע קוונטי השווה לקיוביט יחיד, קיוביט לוגי שמורכב ממספר קיוביטים פיזיים שעובדים יחד כדי לאחסן מידע זה ולנטר זה את זה לאיתור שגיאות.
ככל שהאשכול גדול יותר, שיעורי השגיאות בקיוביטים הלוגיים יורד באופן אקספוננציאלי, מה שמאפשר להם להריץ מספר גדול יותר של פעולות.
הפיתוח של IBM מתבסס על קודי תיקון שגיאות חדשניים (qLDPC) שמפחיתים ב-90% את מספר הקיוביטים הפיזיים הנדרשים לתיקון שגיאות, בהשוואה לקודים מובילים אחרים.
ארווינד קרישנה, יו”ר ומנכ”ל IBM, אמר:
IBM מסמנת מטרה לעבר החזית הבאה בתחום המחשוב הקוונטי. המומחיות שלנו במתמטיקה, פיזיקה והנדסה סוללת את הדרך למחשב קוונטי בקנה מידה גדול העמיד בפני שגיאות – כזה שיפתור אתגרים בעולם האמיתי ויפתח אפשרויות אדירות לעסקים.
הוכחת יכולת במעבדה
IBM הצליחה להדגים “שימושיות קוונטית” בניסוי שערכה ב-2023, בו היא חיקתה משימת מחשוב במחשב קלאסי שארכה 112 שעות, והראתה כיצד אותה משימה בדיוק בוצעה על ידי מחשב קוונטי תוך 2.2 שעות – פי 50 מהר יותר.
מפת הדרכים הטכנולוגית
על פי מפת הדרכים המעודכנת של IBM לפיתוח מחשוב קוונטי, היא צפויה לחשוף בשנים הקרובות רכיבים שונים שידגימו פתרון לאתגרים השונים בבניית מחשב קוונטי עמיד בפני שגיאות:
- השנה (2025) היא צפויה לחשוף את IBM Quantum Loon – פלטפורמה לבדיקות קוד שמאפשרת יצירת קשרים קוונטיים על פני מרחקים גדולים יותר בתוך אותו שבב.
- בשנה הבאה (2026) תציג את IBM Quantum Kookaburra – מעבד קוונטי מודולרי שיכול לעבד וגם לאחסן מידע, רכיב קריטי בבניית מחשבים קוונטיים עמידים לשגיאות בקנה מידה רחב.
- ב-2027 תחשוף החברה את IBM Quantum Cockatoo ששוזר יחד שני מעבדי Kookaburra ומקשר בין שבבים קוונטיים כמו צמתים במערכת גדולה יותר, תוך הימנעות מהצורך לבנות שבבים גדולים באופן לא מעשי.
כל המערכות הללו נועדו להוביל לבסוף לסטארלינג ב-2029, כאשר כל שלב במפת הדרכים פותר אתגר ספציפי בבניית מחשבים קוונטיים מודולריים, ניתנים להרחבה ומתוקני שגיאות.
