New-Tech Magazine | OCT 2022 | Digital Edition

אילוסטרציה למחשוב קוונטים. פוטנציאל לשנות את העולם תמונת כותרת: « (צילום באדיבות קיסייט)

מעבדה לחקר הקוונטים :2 תמונה

הדמיית חלקיק קוונטים :1 תמונה « ) Karlis Reimanis on Unsplash : (צילום אולם אם נחזור לתועלות – הרי לנו מכלל צריכת 1% דוגמא נוספת – בערך האנרגיה בארה"ב משמשת לייצור של דשנים. התהליך הזה אינו יעיל בחלקו בגלל המורכבות של סימולציות התגובה הכימית ברמה של פיסיקת הקוונטים. מחשב מבוסס קוונטים יוכל לשמש לטובת סימולציה של תהליכים ביולוגיים-כימיים, בדרך זו להגדיל את יעילות התהליכים, ולהוביל לגישה ירוקה יותר של ייצור דשנים. מה צריך לקרות טכנית כדי להפוך את מחשובהקוונטיםמנישהלמיינסטרים? כרגע מגביל אותנו הצורך לשמור על יציבות לאורך זמן של מערכות מבוססות קוונטים, כמו גם היכולת שלנו לשלוט במערכות בצורה מדויקת. הרגישות הייחודית של מערכות קוונטים לסביבתן היא מה שעושה אותן כה עוצמתיות למטרות מחשוב, אך זה גם מה שעושה אותן כה קשות לשליטה. בשל כך, מחשבי קוונטים של ימינו הם קטנים מאוד – מכילים רק כמה עשרות של ביטים-קוונטיים, או קיוביטים – זאת בעוד מחשבים קלאסיים Qubits מכילים מאות מיליוני ביטים. התוצאה היא שהחישובים שאנו יכולים לבצע עם מערכות זעירות אלו יהיה באופן תדיר לא מדויק. כדי לקחת את המחשוב הקוונטי מהנישה בו הוא מצוי כיום אל תוך המיינסטרים אנו צריכים ללמוד כיצד לבודד את מערכות

« (צילום באדיבות קיסייט)

פרוטוקולים אלו בתוך פרק זמן סביר. מחשוב קוונטי ייתן לנו את האפשרות לפתח שיטות הצפנה והגנת מידע חדשות לחלוטין. מה התועלות של מחשוב קוונטי? מה הסיכונים האפשריים שיכולים להיות משוייכים לטכנולוגיה הזו? מחשוב קוונטי מבטיח יעילות של כוח העיבוד. יכולות עיבוד מידע מהירות יותר פותחות אפשרויות לקדם תחומים דוגמת מחקר במדעי היסוד, אופטימיזציה, ) ופארמה – ולעשות IT טכנולוגיית מידע ( זאת למקומות שהם מעבר לכול החלומות האפשריים בשימוש במחשוב הקלאסי. ישנם סיכונים חזויים בכול הנוגע לאבטחה . קודם ראינו את הפוטנציאל Security – הקיים בתחום אבטחת המידע, אולם ברמת התאוריה זה אפשרי שמחשב קוונטי גדול יוכל לפצח גם את ההצפנה של הסוכנות ). זהו NSA לביטחון לאומי האמריקאית ( אתגר משמעותי שאיתו צריך להתמודד כבר היום באמצעות יצירת פרוטוקולים לאבטחת מידע שיהיו חסינים לפיצוח הן על ידי מחשוב קלאסי והן על ידי מחשוב קוונטי. הסיכונים הבלתי חזויים כרגע נוגעים בכך שיש עדיין הרבה אפליקציות ושימושים שלא ניתן כרגע אפילו לדמיין, ואשר יהיו תוצאה של מחשוב עוצמתי יותר. כך לדוגמא, היכולת של מחשוב קוונטי בעיבוד ביג דאטה יכולה להיות לה השלכות על פגיעה בפרטיות.

הפיסיקה הקלאסית. תלוי בהקשר של הדברים, מדע הקוונטים יכול להציע דרכים חדשות לחלוטין לעיבוד מידע, ויש לו פוטנציאל לעשות זאת מהר יותר, ובצורה יעילה יותר בניצול המשאבים. כך לדוגמא, זה יאפשר לנו לחשב חישובים שלא יכולנו לבצע בעבר, כמו התהוותם של חלבונים/ פרוטאינים, או לחזות את ההתנהגות המורכבת של מערכות פיננסיות. איפה נמצא הפוטנציאל של הקוונטים ?) disruption לייצר שיבוש ( יש מספר תחומים בהם מדע הקוונטים יכול ברמת הפוטנציאל לייצר שיבוש. כמה מהתחומים הללו, וזו רק למטרת הדוגמא, הם: אופטימיזציה – מחשוב קוונטי יכול ■ יהיה לנתח בעיות אופטימיזציה קשות בצורה מהירה, ולמעשה יאפשר לנו לפתור בעיות שכיום הן מחוץ לסקאלת הביצועים של עולם המחשוב. מחקר ובניית מודלים בתחומי הפארמה ■ והכימיה – סימולציות מבוססות קוונטים יכולות לעזור לנו להבין כיצד מתגבשות מולקולות וחלבונים, ולהוביל לפריצות דרך בעולמות הכימיה, ביולוגיה, גילוי תרופות חדשות, ובריאות באופן כללי. הגנת סייבר – מחשב קוונטים חזק יוכל ■ ברמת הפוטנציאל לפצח פרוטוקולי הצפנה הקיימים כיום המבוססים על פקטורינג של מספרים גדולים, דוגמת פרוטוקולי . נכון להיום, לא קיים RSA הצפנה מבוססי מחשב קלאסי או אלגוריתם שיכול לפצח

New-Tech Magazine l 24