קוונטום?? איך אוכלים את זה?

שלום לכולם

כן תרביצו לי, הרבה מאוד זמן לא כתבתי אך הנה כתבה בעניין עתיד המחשבים -
חלק מהחומר כאן הוא די מעמיק וייתכן שתדרשו (באם אתם מתעניינים) לחפש קצת
באתרי פיזיקה ומתמטיקה כדי להבין יותר - אגב גם אני לא הייתי חסיד גדול
של המקצועות הללו בביה"ס, אך אם הזמן גיליתי שישנם הרבה מאוד דברים
מעניינים שם !!!!
אני מקווה להמשיך עם סדרת הכתבות על משאבי המערכת בעתיד.
 

 ובכן, יש לנו בעיה !!!!

חוק מור - הטוען שמספר הטרנזיסטורים (ולכן גם הביצועים) שבמעבד מכפיל
עצמו פעם ב 18 חודשים - ייגמר מתי שהוא בשנת 2012.
בשלב הזה, הטרנזיסטורים יהיו בעובי של כ- שלושה אטומים. ואז מה נעשה כדי
לקדם את הביצועים שלנו? הפתרון שחלק ממדעני המחשב הבכירים ביותר מאמינים
בו הוא ענף נידח של מדע הנקרא בשם פיזיקת קוונטומים. ( מה זה קוונטום -
פירושו מידת אנרגיה הכי קטנה - לכן מחשב קוונטום יעבוד על העברת מידע ברמה
האטומית שהוא הרבה יותר מהיר מאופן החישוב היום ).
הרבה מעבדות, פרטיות וממשלתיות ברחבי העולם החלו להשקיע לאחרונה בתחום
הזה של מחשוב ( אפילו מיקרוסופט ) .
עכשיו לפני שתצא עם כל החסכונות שלך בחיפוש אחר חברות סטארט-אפ בתחום
הזה, ( אין הרבה כאלה), דעו לכם שהדבר הזה רחוק מאוד אפילו משלב הבישולים.
למעשה, עד לפני 6 שנים, כאשר איש בשם פיטר שור המציא אלגוריתם ליצירת
פקטורים בקוונטים, ענף זה היה אך קוריוז למדענים. ( אלגוריתם פירושו
נוסחה או פתרון לפתירת בעיה. במתמטיקה ובמדעי המחשב לרוב זו בעיה החוזרת
שוב ושוב. )
האלגוריתם של שור, ביחד עם מחשב קוונטום, היינו דבר חזק ביותר. למשל, הוא
הופך את מושג ההצפנה למיותרת מאחר לפי התיאוריה הוא יכול לחשב פקטורים
במהירות עצומה ( דבר המהווה צוואר בקבוק בהצפנה כיום ). ( מציאת פקטורים
היא דרך סטטיסטית למציאת גורמים משתנים שונים במידע או בנוסחה - ככלות
הכל אנו לא מדברים פה על נוסחאות של שורה או שתיים בודדות! ) ביט בודד
במחשב הרגיל מיוצג ע"י ספרה בודדת או 1 או 0. אך ביט קוונטומי, או בשמו
המלא קוביט (QUBIT) , יכול להיות מיוצג ע"י אטום או פוטון ויכול להתקיים
בו זמנית גם כ - 1 וגם כ - 0 או כל דבר שעומד בין שני אלה!!! --- זהו
למעשה מערכת מחשוב מקבילי ענקי. כך שיש דברים שאפילו מחשב קוונטום פשוט
ביותר יוכל לבצע שכמעט בלתי אפשרי למחשב קלאסי לבצע.
אך אנו האנשים הפשוטים לא נדרשים לפצח צפנים וגם לא לייצר צפנים חזקים
במיוחד, אז מה כל זה טוב לנו? ובכן - איש בשם לאב גרובר ממעבדות בל מצא
גרסה שונה לאלגוריתם הזה חיפושים מאוד מהירים במסדי נתונים. חיפושים כאלה
הם דבר הרבה יותר רלוונטי לאיש או העסק הפשוט !!!! לאחרונה הוא עוד יותר
שיפר את עבודתו בתחום הזה וכעט אם אתה יודע רק נאמר את השם הראשון של
מישהו ומספר בית של אותו אדם - באזור ניו-יורק רבתי - תוכל למצוא אותו תוך
שניות בודדות ונזכור שמדובר כאן במיליונים רבים של אפשרויות. למשל, למחשב
רגיל יידרשו כ 5000 שלבים כדי לעבור על רשימה המכילה 10,000 פריטים ,
בהשוואה לכ 100- שלבים בלבד כאשר משתמשים במחשב קוונטום והאלגוריתם של
גרובר !!!
בו בזמן, מדען הטילים, דיפאק סריבסטאוה, מאמין שהשימוש באותו אלגוריתם של
גרובר, בשינויים קלים, יכול לעזור למחקר חלל. הוא אומר שהעניין שלהם בתחום
הזה הוא ליצור הדמיות מחשב של כדורי לכת ואח"כ לעבד מידע זה כדי ליצור
הדמיות "נבואיות" - מצוידים במידע זה יהיה הרבה יותר קל לצאת לחקר החלל.
אך, ישנה בעיה אחת קטנה - החומרה של מחשבי קוונטום, כביכול ( מאחר וחומרה
זו נמצא במצב צבירה נוזלי ) אינו עדיין מוכן לגמרי לשימוש. עקרונית ישנם
שני אבי טיפוס של מחשבים כאלה בשלבי פיתוח.
האחד עובד בדומה מאוד לכלי הרפואי להדמיה תוך גופנית ( מי שמכיר ) ונקרא
בשם מחשב תהודה אטומית מגנטית. השני הוא מחשב המתבסס על לכידת יונים ( לא
הציפור ) . אולי תצחקו אך השיאים שלהם עומדים כרגע על מחשבים בעלי 5 ו - 7
קוביטים בלבד !!! לכל הדגמים שיוצרו עד עכשיו יש את המגבלות שלהם - וזאת
לאור העובדה שכל מגע, תזוזה או אפילו מבט על קוביט יכול לגרום לעיוות
התוצאות. ( להזכירכם משתמשים באטומים בודדים ). דבר זה גורם לקשיים אפילו
בתכנות. המדענים נאלצים להשתמש במכונת ההדמיה האטומית מגנטית כדי להזיז
אטומי אתר נוזליים, אשר בתורם מניעים אטומי פחם על צירם ( כמו כדור הארץ )
, כדי לתכנת את המחשב. אמנם זהו פתרון - אך לא פתרון הניתן לשימוש יום
יומי או שבו קל לתקן טעויות. לפי התיאוריות והכלים הטכניים הקיימים כיום
משערים שיהיה קשה מאוד לעבור את מדרגת 17 קוביטים מאחר שבשלב זה מתחילים
לאבד את התכונות הקוונטומיות. ( מתחיל לקבל מסה גדולה מדי ).
נכון יש עוד הרבה שנים לפיתוחים וגילויים נוספים - אך נדמה לי שזה יגיע
הרבה יותר מהר ממה שחושבים. לפני כחודש וחצי התחילו להרכיב בארה"ב מחשב על
שמשקלו 600 טון ונדרשים לאחסן אותו כ- 5.5 דונם של חדרים ואולמות. יהיה
בלתי אפשרי להמשיך לייצר ענקים כאלה לאורך עוד הרבה שנים.
 

טוב - זה רק חומר למחשבה - לא נראה לי
שמישהו מאתנו הולך לבנות מחשב על
או מחשב קוונטום בבית !!!!

ועד למפגש הבא שלנו - להתראות!