איור של המחשב הקוונטי עם אטום קר (אטום נייטרלי) בפעולה בקבוצת קנג'י אומורי. קרדיט: ד"ר טקאפומי טומיטה (IMS)
המכון למדע מולקולרי השיק פלטפורמת הכנה למסחור, בשיתוף 10 שותפים בתעשייה, כדי להאיץ את הפיתוח של "קור (נייטרלי) אָטוֹם" מחשבים קוונטיים.
המכון למדע מולקולרי (IMS), המכונים הלאומיים למדעי הטבע, הקים "פלטפורמת הכנה למסחור (PF)" כדי להאיץ את הפיתוח של מחשבים קוונטיים חדשים, המבוססת על הישגיה של קבוצת מחקר בראשות פרופ' קנג'י אוהורי. השקת ה-PF התאפשרה בשיתוף פעולה עם 10 שותפים בתעשייה, כולל חברות ומוסדות פיננסיים.
10 השותפים שהצטרפו ל-PF כוללים (רשומים בסדר אלפביתי): blueqat Inc., Development Bank of Japan Inc., Fujitsu Limited, Groovenauts, Inc., Hamamatsu Photonics KK, Hitachi, Ltd., ו-NEC Corporation.
מסחור ושיתוף פעולה
עם ה-PF במקום, ה-IMS ימנף את המומחיות של החברות המשתתפות ויבקש ייעוץ ותמיכה בנושאים הקשורים למסחור, כגון תהליכי הקמת חברת סטארט-אפ, פיתוח מחשבים קוונטיים בייצור מקומי ומאמצי מו"פ כדי לאפשר יישום מעשי של מחשבי קוונטים והשירותים הנלווים אליהם. היא מתכננת להשיק חברת סטארט-אפ עד סוף שנת 2024 שלה ולהתחיל בפיתוח של מחשבים קוונטיים "אטומים קרים (ניטרליים).
התקנת ניסוי עבור המחשב הקוונטי עם אטום קר (אטום נייטרלי) בקבוצת קנג'י אומורי. קרדיט: Takafumi Tomita
פריצות דרך טכנולוגיות ותחרות גלובלית
תחרות עזה מתנהלת בעולם לפיתוח מחשבים קוונטיים בשיטות שונות. עם זאת, נותרו מספר בעיות שיש לטפל בהן כדי להבטיח שניתן יהיה להשתמש במחשבים אלה באופן מעשי; בעיות אלו כוללות את הצורך להרחיב את קנה המידה של מחשבים אלה ואת היכולת לנקוט באמצעים נגד שגיאות שעלולות להתרחש במהלך החישוב. בשנים האחרונות, שיטת ה"אטום הקר (נייטרלי)", המשתמשת באטומים בודדים כקיוביטים, מושכת תשומת לב מהתעשייה, האקדמיה והממשלות ברחבי העולם כשיטה חדשה ומהפכנית להתגבר על בעיות אלו. תכונה נוספת של שיטת האטום הקרה (הנייטרלית) היא שהיא פועלת בטמפרטורת החדר ואינה מצריכה מקררים כלשהם, הנחוצים לאופנות הקיוביט המוליך והסיליקון.
קבוצת Ohmori ב-IMS מובילה את העולם בפיתוח המחשבים הקוונטיים האטומים הקרים (נייטרליים). לקבוצה מספר יתרונות טכנולוגיים וכישורי ליבה,(1) כולל "פינצטה אופטית" וטכנולוגיות מיקרוסקופ לשליטה על מספר רב של קיוביטים באיכות גבוהה על משטח שטוח, ו"שערים דו-קיוביטים אולטרה מהירים" המשתמשים בלייזר מהיר במיוחד ליצירת הסתבכות קוונטית בין שני קיוביטים תוך 6.5 ננו-שניות בלבד. במיוחד, השערים של שני קוויביט מייצגים טכנולוגיית ליבה חשובה המאפשרת מהירות חישוב יוצאת דופן של מחשבים קוונטיים. בשנת 2022, השערים האולטרה-מהירים של שני קיוביטים שפותחו על ידי קבוצת Ohmori השיגו חידוש משבש שמאיץ את שערי שני הקיוביטים של שיטת האטום הקרה (נייטרלי) הקונבנציונלית בשני סדרי גודל בבת אחת.
על ידי ניצול ההתקדמות הטכנית וכישורי הליבה של קבוצת Ohmori, ה-IMS יאיץ את הפיתוח והמסחור של מחשבים קוונטיים בשיתוף פעולה עם שותפיה בתעשייה.
צוות פיתוח מחשבים קוונטיים בקבוצת Kenji Ohmori. קרדיט: קבוצת קנג'י אוהמורי
ההדגמה הראשונה בעולם של עליונות קוונטית באמצעות מחשבים קוונטיים מוליכי-על בשנת 2019(2)
הודעה מאת פרופסור ג'ון מרטיניס, אוניברסיטת קליפורניה, סנטה ברברה:
"פרופסור קנג'י אוהמורי והצוות שלו עשו לאחרונה פריצת דרך גדולה כדי להתגבר על החולשה של שיטת האטום הנייטרלי על ידי שימוש בלייזרים מהירים במיוחד כדי להאיץ באופן דרסטי את שער שני הקיוביט שלו בשני סדרי גודל. הפינצטה האופטית וטכנולוגיית המיקרוסקופ שלהם למניפולציה של קיוביטים אטומיים בודדים היא גם יוצאת מן הכלל. לכן הצוות הוא מועמד מבטיח ביותר למימוש מחשב קוונטי מעשי בעתיד הקרוב. אני רוצה להשתתף באופן פעיל ולתרום ליישום מעשי ולמסחור של המחשב הקוונטי שלהם על ידי שימוש בניסיוני".
הודעה מיוקי טאקמורי, מנהלת כללית, משרד קידום חדשנות, מחלקת תכנון ותיאום עסקי, בנק הפיתוח של יפן בע"מ. מנהלת פרויקטים כללית של PF:
"לאחר התפוצצות כלכלת הבועה, הכלכלה היפנית בילתה את '30 השנים האבודות' ללא רמז להמשך הצמיחה שלה. אני מצפה ש מחשוב קוונטי תהיה טכנולוגיה שתביא אבולוציה מהפכנית לאנושות, בדומה לאינטרנט ו בינה מלאכותית (AI). היא תגדל לתעשייה חשובה ביותר עבור יפן, שתשמש כזרז לפיתוחה וקידומה. היכולות הטכנולוגיות של פרופסור קנג'י אוהורי וצוותו הן אוצר עולמי וקלף מנצח להחייאת הכלכלה היפנית. אני מצפה שהפרויקט הזה יפרוש כנפיים למרחקים".
הודעה מפרופסור קנג'י אומורי, המכון למדע מולקולרי:
"אני רוצה להביע את תודתי הכנה על תמיכתן של חברות מכובדות כאלה בפיתוח המחשב הקוונטי שלנו בעל אטום קר (אטום נייטרלי). למרות שיש לנו אמון מוחלט בטכנולוגיה הבסיסית שלנו, פיתוח מחשבים קוונטיים מעשיים דורש שילוב של מגוון 'טכנולוגיות מאפשרות' כולל אלקטרוניקה קונבנציונלית, תוכנה, הנדסת מערכת וארכיטקטורה. עם השקת פלטפורמת המסחור הזו, נחזק עוד יותר את מאמצי הפיתוח שלנו ונעבוד קשה כדי ליצור מחשב קוונטי שיכול לתרום לחברה שלנו בהקדם האפשרי".
הערות:
- יכולת הליבה: יכולת הגדרה המבדילה בין מיזם לבין מתחריו
- עליונות קוונטית: הדגמה של היתרון של מחשב קוונטי על פני מחשבים קלאסיים, כולל מחשבי-על, לעיבוד חישובים שבדרך כלל ייקח זמן רב לעיבוד במהירויות ללא תחרות.
מימון מחקר:
- משרד הקבינט / JST Moonshot R&D Program (JPMJMS2269)
- תוכנית הדגל של MEXT Quantum Leap (JPMXS0120181201)
