גוגל קוואנטום AI הדגימה במעבד Willow טכניקה בשם «גידול מצבי קסם» (magic state cultivation). לפי הדיווח, היא הפחיתה פי 40 את שגיאות הכנת המצבים, והמצבים שהתקבלו הגיעו לנאמנות לוגית של 99.99%. זהו צעד שמראה כי השיטה יכולה לפעול בחומרה קוונטית — אך לא הוכחה לכך שהיא כבר מוזילה מחשוב קוונטי בקנה מידה גדול: רק כ־8% מהניסיונות הניבו מצבים שעברו את הבדיקות.
6
9
למה מחשב קוונטי זקוק ל«מצבי קסם»?
מחשבים קוונטיים משתמשים בשערים מסוג Clifford לביצוע פעולות בסיסיות, אבל השערים האלה לבדם אינם מספיקים למערך שערים אוניברסלי ועמיד לתקלות. מצבי קסם מספקים משאב שמאפשר לבצע פעולות נוספות, ובהן שערי T. כל מצב כזה נצרך בשימוש, ולכן מחשב קוונטי צריך לייצר עוד מהם לאורך החישוב.
16
28
הצורך הזה עלול להפוך לעומס משמעותי: לפי הערכות שגוגל מצטטת, ייצור מצבי קסם באיכות גבוהה עשוי לתפוס עד 95% מהקיבולת של מחשב קוונטי. זו הערכה לגבי צוואר בקבוק אפשרי — לא מדידה של החיסכון שהושג בניסוי של Willow.
4
גידול מצבים לעומת זיקוק
חוקרי Google Quantum AI פיתחו את שיטת הגידול ב־2024. במקום לשלב מצבים רועשים רבים ב«מפעל» זיקוק, השיטה מתחילה ממצב מקודד ראשוני בחלק קטן מהשבב. המערכת מבצעת בדיקות, שומרת ניסיונות שעברו אותן, ובהמשך מרחיבה את הקידוד של המצבים שהתקבלו.
6
28
זהו תהליך של בחירה בדיעבד: ניסיונות שלא עברו את הבדיקות מושלכים, ולא נחשבים לתוצרים שמישים. לכן, אף שהגידול נועד לשפר את איכות המצב עצמו, שיעור הניסיונות שנפסלים חשוב כשמנסים להבין את העלות המעשית של השיטה.
20
28
מה נמדד בניסוי Willow?
גוגל דיווחה על הפחתה של פי 40 בשגיאות הכנת מצבי הקסם לעומת הכנה ללא גידול, ועל נאמנות לוגית של 99.99% למצבי T שעברו את בדיקות הפרוטוקול. נתון הנאמנות מתייחס למצבים שהתקבלו — לא לסיכוי שחישוב קוונטי שלם יצליח בהסתברות של 99.99%.
6
9
לפי הדיווחים, הניסוי השתמש ב־54 מתוך 105 הקיוביטים הפיזיים של Willow. גוגל גם תיארה שילוב של המצבים שגודלו בקידודים סטנדרטיים — צעד שנועד לאפשר את שילובם במסגרת רחבה יותר של מחשוב עמיד לתקלות.
9
16
הסייג המרכזי הוא שיעור התפוקה: רק כ־8% מהניסיונות נשמרו. במילים אחרות, הנאמנות הגבוהה נמדדה במצבים שהתקבלו, בעוד שרוב הניסיונות לא הסתיימו בתוצר שעבר את הבדיקות. לכן, הפחתה של פי 40 בשגיאות אינה שקולה להפחתה של פי 40 בעלות הכוללת או בכמות המשאבים הדרושה לחישוב.
9
30
התקדמות חשובה, אבל לא פתרון מלא
הניסוי מראה שאפשר להכין מצבי קסם באיכות גבוהה באמצעות גידול על חומרה קוונטית, ועשוי לסייע בהתמודדות עם צוואר בקבוק מוכר במחשוב קוונטי עמיד לתקלות. אבל הוא לא מוכיח כשלעצמו שמחשב קוונטי יכול כבר להריץ יישומים תובעניים במחיר סביר או בהיקף הנדרש.
6
30
הפער ניכר גם בהשוואה לדרישות שמוזכרות בהקשר של RSA-2048: שיעור השגיאות בניסוי — בערך מצב פגום אחד לכל 10,000 — גבוה פי מיליון מהדרישה המצוטטת, מצב פגום אחד לכל 10 מיליארד.
28 וכיוון שרוב הניסיונות הושלכו, הערכה של היתרון המעשי תצטרך להביא בחשבון גם את הזמן והחומרה שהושקעו בניסיונות שנפסלו — ולא להסתמך על הנאמנות לבדה.
9
30
השורה התחתונה: זו הוכחת היתכנות משמעותית בחומרה, לא פתרון מוגמר לבעיית המשאבים של מחשוב קוונטי. כדי לדעת אם גידול מצבי קסם יכול להפוך מחשבים עמידים לתקלות למעשיים יותר, יידרשו ניסויים בקנה מידה גדול יותר והוכחות לירידה בעלות הכוללת.