IBM ואוניברסיטת שיקגו טוענות לפריצת דרך: יתרון קוונטי עם אימות מתמטי

70 קיוביטים לוגיים ומעגל שהושלם בתוך דקות

הניסוי המרכזי הופעל על מעבד IBM Quantum Heron וכלל כמה מדדים בולטים :

• 70 קיוביטים לוגיים קודדו באמצעות שיטת תיקון שגיאות חדשה — אחת ההדגמות הגדולות שדווחו עד כה של קיוביטים לוגיים בסביבה סובלנית לשגיאות.
• המעגל ביצע 2,415 פעולות לוגיות בין שני קיוביטים ו־468 שערי T — מדדים מקובלים למורכבות של מעגל קוונטי.
• החישוב הושלם בתוך כ־15 דקות. לפי הצוות, שיטות סימולציה קלאסיות מובילות היו נדרשות למשימה לזמן שאינו מעשי.
• שיעור השגיאות הלוגי הופחת לכ־עשירית משיעור השגיאות של הקיוביטים הפיזיים שעליהם התבסס הניסוי .

הבעיה עצמה הייתה משימת דגימה שתוכננה להיות קשה לחישוב קלאסי, אך עדיין ניתנת לאימות. IBM והחוקרים פרסמו את המעגלים ואת התוצאות ב־Quantum Advantage Tracker, והזמינו חוקרים אחרים לנסות לאתגר את הממצאים או להפריך אותם .

כיצד עובד "קוד מרחב־זמן"?

החידוש המרכזי הוא שיטה המכונה קוד מרחב־זמן — חלופה מובנית לגישת "דגימת מעגלים אקראיים" (RCS), ששימשה בחלק מהדגמות היתרון הקוונטי הקודמות .

החוקרים בנו את רוב המעגל באמצעות שערי קליפורד. אלה שערים שקל יחסית לסמלץ במחשב קלאסי, והם גם מאפשרים מנגנוני זיהוי שגיאות. לאחר מכן הם שילבו במיקומים שנבחרו בקפידה שערי T — פעולות שאינן שייכות למשפחת קליפורד ונדרשות לחישוב קוונטי אוניברסלי.

המטרה הייתה להוסיף את שערי ה־T בלי לאבד את יכולת זיהוי השגיאות שמעניק המבנה המבוסס על שערי קליפורד . כך ניתן לזהות שגיאות במהלך החישוב, במקום להסתמך רק על בדיקה קלאסית לאחר סיומו .

על בסיס מנגנון זה חישבו החוקרים חסם תחתון לנאמנות של 0.284, ברמת ביטחון סטטיסטית של 95% . במילים פשוטות, מדובר בהערכה מתמטית מינימלית למידת ההתאמה של החישוב שבוצע לחישוב האידיאלי — ולא בטענה שכל ריצה בודדת הייתה נטולת שגיאות.

המחיר של האימות: פי 860 ריצות

לאימות יש מחיר הנדסי משמעותי. כדי לאפשר את זיהוי השגיאות, מספר הריצות הניסיוניות גדל פי 860 לעומת הכמות הרגילה, ורק כ־28% מהריצות עברו את מסנן זיהוי השגיאות .

הנתון הזה מדגיש את הפער בין הדגמת מעבדה מרשימה לבין מערכת קוונטית מסחרית בקנה מידה רחב. גם אם השיטה אמינה, יהיה צורך להפחית את תקורת האימות ולהגדיל את שיעור הריצות התקינות לפני שניתן יהיה להשתמש בה בבעיות מעשיות רחבות.

שלושה מאמרים, שלוש דרכים לבסס אמון

ההכרזה של 30 ביולי תיאמה למעשה שלושה מאמרי קדם־פרסום שהועלו ל־arXiv ב־27 וב־28 ביולי. כל אחד מהם השתמש בגישה אחרת כדי לחזק את האמון בחישובים קוונטיים שקשה לסמלץ באופן אמין במחשב קלאסי .

• IBM ואוניברסיטת שיקגו הציגו את תוצאת המעגל הלוגי עם 70 הקיוביטים ואת מנגנון האימות.
• IBM ו־Qedma Quantum Computing השתמשו בתוכנת QESEM להפחתת שגיאות כדי לצפות בדינמיקה ממושכת במערכות של עד 74 קיוביטים, והשוו את התוצאות לסימולציות קלאסיות של RIKEN ו־BlueQubit ולבדיקות חומרה ב־Quantinuum .
• IBM ו־Algorithmiq הדגימו חישוב של חומר קוונטי הטרוגני, בעיה שלפי הדיווח נותרה פתוחה ב־Quantum Advantage Tracker במשך שמונה חודשים .

חוקרים חיצוניים ציינו כי מאמרי הליווי של Qedma ושל Algorithmiq לא טענו במפורש בעצמם ל"יתרון קוונטי", אלא התמקדו בקביעה שסימולציה קלאסית של הבעיות קשה . חשוב גם לציין שכל שלושת המאמרים הם קדם־פרסומים שטרם עברו ביקורת עמיתים .

הספקנות עדיין קיימת

הטענה אינה סוף הוויכוח. גיל קלאי, מבקר ותיק של טענות בתחום המחשוב הקוונטי, טען שרעש עדיין עלול לערער את המסקנות . גם תקורת האימות — פי 860 — היא מגבלה מעשית משמעותית, והיכולת להרחיב את הגישה לבעיות בעלות ערך מסחרי ממשי נותרה אתגר פתוח .

מצד IBM, פרסום המעגלים והתוצאות ומתן הזמנה מפורשת לקהילה המדעית לנסות לאתגר את הממצאים נועדו לאפשר בדיקה בלתי תלויה . רק לאחר בחינה של חוקרים אחרים וביקורת עמיתים יהיה אפשר להעריך עד כמה התוצאה תעמוד במבחן הזמן.

קרישנה: ההשפעה העסקית תגיע כבר בסוף העשור

באותו יום הופיע מנכ״ל IBM, ארווינד קרישנה, בתוכנית "Mad Money" של CNBC ודיבר על המשמעות העסקית של ההתקדמות .

קרישנה אמר כי למחשוב קוונטי תהיה "השפעה מדידה" על ההכנסות והרווחים של IBM ב־2028 או 2029 . הוא הוסיף כי IBM "משוכנעת למדי" שהטכנולוגיה עשויה ליצור ערך של טריליון דולר עד סוף שנות ה־2030 .

התחזיות משתלבות בתוכנית השקעות רחבה: IBM הודיעה ביוני 2026 על כוונה להשקיע יותר מ־10 מיליארד דולר בחמש שנים במחשוב קוונטי, כולל מחקר ופיתוח, ייצור חומרה, תיקון שגיאות, תוכנה, רכישות והרחבת שותפויות אקוסיסטם . החברה מוסיפה לומר שהיא עומדת בלוח הזמנים שלה לבניית מחשב קוונטי גדול וסובלני לשגיאות עד 2029 .

בית יציקה עצמאי מתוכנן לשבבים קוונטיים יקבל תמיכה חלקית מהתחייבות של מיליארד דולר ממשרד המסחר האמריקאי .

השורה התחתונה

אם התוצאות יעברו ביקורת עמיתים ויאושרו בבדיקות בלתי תלויות, הן עשויות להיות הראיה המשכנעת ביותר עד כה לכך שחומרה קוונטית חצתה סף משמעותי בדרך לשימושיות אמיתית. השילוב בין חישוב שקשה למחשב קלאסי לבצע לבין דרך סטטיסטית להעריך את אמינותו מתמודד עם בעיית האמון שליוותה את טענות היתרון הקוונטי מאז הדגמת Sycamore של Google ב־2019.

אבל התמונה אינה חד־משמעית: המשימה נבחרה במיוחד כך שתהיה קשה אך ניתנת לאימות, התקורה הניסיונית עצומה, והמאמרים עדיין אינם מאמרים שעברו ביקורת עמיתים. לכן נכון לראות בהישג צעד חשוב לעבר חישוב קוונטי שניתן לסמוך עליו — ולא כהוכחה לכך שהמחשבים הקוונטיים כבר מוכנים להחליף מערכות קלאסיות במשימות יומיומיות.