מחשוב קוונטי באטומים קרים בשנת 2025: הקפיצה הבאה במערכות קוונטיות חזקות ועמידות בפני שגיאות. עיון כיצד טכנולוגיה זו מעצבת את העתיד של יתרון קוונטי ושינוי תעשייתי.

• תקציר מנהלים: נוף מחשוב קוונטי באטומים קרים בשנת 2025
• סקירה טכנולוגית: עקרונות ויתרונות של קוביט באטומים קרים
• שחקנים מרכזיים ואקוסיסטם: חברות מובילות ושיתופי פעולה
• הפרות האחרונות: חידושים בשנת 2024–2025 בפלטפורמות באטומים קרים
• תחזיות שוק: תחזיות צמיחה עד 2030
• ניתוח השוואתי: אטומים קרים לעומת מערכות סופר קונקטיביות ואטומים לכודים
• נתיבי מסחור: מהמעבדה למעבדים קוונטיים ניתנים לסקייל
• אתגרים ובקשות: אתגרים טכניים, בעיות שרשרת אספקה ופערי כישרון
• שותפויות אסטרטגיות ומגמות מימון
• תחזית עתידית: מפת דרכים ליתרון קוונטי ואימוץ תעשייתי
• מקורות והפניות

תקציר מנהלים: נוף מחשוב קוונטי באטומים קרים בשנת 2025

מחשוב קוונטי באטומים קרים מתגלה כפלטפורמה מבטיחה בנוף הקוונטי הרחב יותר, תוך שימוש באטומים קרים קפואים ומנובאים באמצעות לייזרים שישמשו קוביטים (qubits). נכון לשנת 2025, התחום מתמקד במעבר ממחקר בסיסי למספר מסחריות מוקדמת, עם מספר חברות ומוסדות מחקר המראים התקדמות משמעותית בהגדלת הסקייל, זמני רעש ונאמנות בשערים.

שחקנים מרכזיים במגזר המחשוב הקוונטי באטומים קרים כוללים את Pasqal, חברה צרפתית שהוקמה על ידי פיזיקאים מובילים, אשר פיתחה מעבדים קוונטיים של אטומים ניטרליים עם עד 100+ קוביטים ומכוונת למערכות של 1,000 קוביטים בטווח הקצר. המערכות של Pasqal נבחנות עבור יישומים באופטימיזציה, סימולציה קוונטית ולמידת מכונה, עם שיתופי פעולה הממוקדים במגזרי אנרגיה, פיננסים ומדע החומרים. חברה נוספת בולטת היא QuEra Computing (ארה"ב), שמפעילה מחשב קוונטי של 256 קוביטים ניטרליים הנגיש דרך הענן, ועובדת באופן פעיל על אסטרטגיות לתיקון שגיאות והגדלה. שתי החברות השיגו מימון משמעותי ושיתופי פעולה עם מוסדות מחקר גדולים ומשתמשי תעשייה.

במקביל, Atom Computing (ארה"ב) מתקדם עם מעבדים קוונטיים מבוססי אטומי אלקליין אייר, לאחרונה חושף אב טיפוס של מערכת עם 1,225 קוביטים, שהיא בין הגדולות בתחום האטומים הקרים. המוקד שלהם הוא על זמני רעש ארוכים וחיבור גבוה, כשהם שואפים להפוך את המערכות הללו לזמינות לשימוש מסחרי ומחקרי בשנים הקרובות. בנוסף, Infleqtion (בעבר ColdQuanta, ארה"ב) מפתחת הן פתרונות מחשוב קוונטי והן פתרונות חישה קוונטית על בסיס טכנולוגיית אטומים קרים, עם מפת דרכים הכוללת מעבדים קוונטיים ניתנים לסקייל ואינטגרציה עם רשתות קוונטיות.

הנוף עבור מחשוב קוונטי באטומים קרים עד 2025 ומעבר לכך מתאפיין בהתקדמות טכנולוגית מהירה ובמעורבות גוברת בתעשייה. אבני דרך מרכזיות הצפויות כוללות את ההדגמה של יתרון קוונטי בקנה מידה בינוני, שיפורי שיעורי שגיאה, וההתקנה המסחרית הראשונה עבור יישומים מיוחדים. ממשלות באירופה, צפון אמריקה ואסיה מגבירות את המימון למחקר אטומים קרים, ומכירות את הפוטנציאל שלהן לגילוי מדעי והשפעה כלכלית. ככל שהטכנולוגיה מתבגרת, מערכות אטומים קרים צפויות להשלים מודאלויות קוונטיות אחרות, כגון מערכות סופר-קונקטיביות ואטומים לכודים, והן מציעות יתרונות ייחודיים בהקשר של סקייל ויכולת תכנות.

באופן כללי, נוף מחשוב קוונטי באטומים קרים בשנת 2025 מתאפיין בשילוב דינמי של חדשנות מדעית, מסחור מוקדם והשקעות אסטרטגיות, מה שממקם אותו כמועמד מרכזי במרוץ לעבר יתרון קוונטי מעשי.

סקירה טכנולוגית: עקרונות ויתרונות של קוביט באטומים קרים

מחשוב קוונטי באטומים קרים עושה שימוש בנכסי הקוונטים של אטומים ניטרליים, המשולבים לרוב למיקרו-קלוין או ננו-קלוין על ידי טכניקות קירור לייזר וקירור מבעבע. בטמפרטורות הקור האולטרה הללו, ניתן לתפעל אטומים ברמת דיוק גבוהה ולקפוא אותם ברשתות אופטיות או פינצטות, תוך יצירת מערכות קוביטים ניתנות לשליטה בצורה גבוהה. העיקרון הבסיסי מתבסס על בידוד אטומים אינדיבידואליים—שכיחים באלמנטים של מתכות אלקליות כמו רודיום או צזיום—כך שהמצבים הקוונטיים שלהם ניתנים לשליטה בצורה עקבית ומעוגלים באמצעות פולסי לייזר ושדות מגנטיים.

יתרון מרכזי של קוביטים באטומים קרים הוא זמני הרעש המעולים שלהם. בשל כך שמדובר באטומים ניטרליים, הם מתקשרים באופן חלש עם הסביבה שלהם, ולכן הם פחות פגיעים לדקואנס בזמן שתדירות השגיאה גבוהה יותר בהשוואה לקוביטים מבוססי מצב מוצק כמעגלים סופר-קונקטיביים. נכס זה מאפשר פעולות קוונטיות ארוכות יותר ופוטנציאלי נאמנות גבוהה יותר בשערים קוונטיים. בנוסף, מערכות אטומים קרים ניתנות לסקל: טכניקות של לכידה אופטית מאפשרות את הסידור של מאות או אפילו אלפי אטומים בתבניות סדירות שניתן לשנות, תומכות בהתהוות של מעבדים קוונטיים רחבי היקף.

עוד יתרון משמעותי הוא האחידות של קוביטים אטומים. מכיוון שכל האטומים ממין נתון הם זהים, פלטפורמות אטומים קרים נמנעות מהשונות בייצור שעשויה להשפיע על טכנולוגיות קוביט אחרות. אחידות זו מפשטת את תיקון השגיאות והקליברציה, שהם קריטיים למחשוב קוונטי פרקטי. יתרה מכך, מערכות אטומים קרים יכולות ליישם מגוון מנגנונים בשערים קוונטיים, כולל אינטראקציות ריידברג—כאשר אטומים מוערכים למצבים אנרגטיים גבוהים כדי להניע אינטראקציות חזקות וניתנות לשליטה על פני מרחקים של מיקרונים. גישה זו מאפשרת שערים דו-קוביטיים מהירים ובעלי נאמנות גבוהה, שהם אבן בסיס של מחשוב קוונטי אוניברסלי.

בשנת 2025, מספר חברות מתקדמות במחשוב קוונטי באטומים קרים. Pasqal (צרפת) היא המפתחת המובילה, בונה מעבדים קוונטיים על בסיס מערכים של אטומים ניטרליים ומתרכזת הן באינטגרציה חומרתית והן בתוכנה. ColdQuanta (ארה"ב, כעת פועלת כ-Infleqtion) היא שחקן מרכזי נוסף, מפתחת מחשבים קוונטיים ופתרונות רשת קוונטית בעזרת טכנולוגיית אטומים קרים. Atom Computing (ארה"ב) בולט כמציעה מערכים אטומיים מפוטלים בקנה מידה גדול, והציגה זמני רעש שיא. חברות אלה משתפות פעולה עם מוסדות מחקר ושותפים בתעשייה כדי להאיץ את המסחר של מחשבים קוונטיים באטומים קרים.

בהביט קדימה, התחום צפוי לעבור התקדמות מהירה בשנים הקרובות. התקדמות בטכנולוגיות לייזר, הנדסת ואקום ואלקטרוניקות בקרה מניע את השיפורים במספר הקוביטים, נאמנות השערים ויציבות המערכת. ככל שפלטפורמות האטומים הקרים מתבגרות, יש להן פוטנציאל להתחרות עם, ואפילו לעבור על, מודאליות מחשוב קוונטי אחרות בהקשרים של סקייל וביצועים, מה שהופך אותן למועמדות מבטיחות ליתרון קוונטי פרקטי בעתיד הקרוב.

שחקנים מרכזיים ואקוסיסטם: חברות מובילות ושיתופי פעולה

מגזר המחשוב הקוונטי באטומים קרים נמצא בהתפתחות מהירה, עם אקוסיסטם הולך וגדל של חברות מיוחדות, מוסדות מחקר ויוזמות שיתופיות. נכון לשנת 2025, מספר שחקנים מרכזיים מעצבים את הנוף, כאשר כל אחד תורם גישות טכנולוגיות ייחודיות ומקיים שותפויות אסטרטגיות כדי להאיץ את ההתקדמות.

אחת החברות הבולטות בתחום זה היא Pasqal, הממוקמת בצרפת. Pasqal מוכרת בשל מעבדים קוונטיים של אטומים ניטרליים, המנבאים על פני מערכים של אטומים קרים הקפואים על ידי אור לייזר. החברה הראתה מעבדים קוונטיים עם מעל 100 קוביטים ומעורבת ב ברור את כוונתה להטיל קוביטים למסלולים של 1,000 קוביטים. Pasqal משתפת פעולה עם שותפים תעשייתיים עיקריים ומוסדות מחקר ברחבי אירופה, כולל השתתפות בקונסורציום התעשייה הקוונטית האירופית ופרויקטים משותפים עם אוניברסיטאות מובילות.

בארצות הברית, ColdQuanta (כעת מעוצבת כ-Infleqtion) היא כוח מרכזי בטכנולוגיית האטומים הקרים. החברה מפתחת הן מחשבים קוונטיים והן חומרה מתפתחת, כגון מערכות ואקום ולייזר הכרחיות ללכידה ולתפעול של אטומים קרים. Infleqtion הודיעה על תוכניות לספק שירותי מחשוב קוונטי מסחריים ומעורבת בכמה יוזמות קוונטיות ממומנות על ידי ממשלת ארה"ב, כולל שיתופי פעולה עם מעבדות לאומיות והסקטור הדיפלומטי.

שחקן משמעותי נוסף הוא Atom Computing, שממוקמת בקליפורניה. Atom Computing מתמקדת במעבדים קוונטיים ניתנים לסקלה באמצעות אטומים ניטרליים המוקפים באור. בשנת 2024, חשפה החברה את מחשב הקוונטי שלה עם 1,225 קוביטים, אחד מפרויקטי האטומים הקרים הגדולים ביותר שנעשו עד כה, ועובדת עם ספקי שירותי ענן ולקוחות ממגזרי התעשייה כדי לפתח יישומים קוונטיים באופטימיזציה ובסימולציה.

האקוסיסטם נוסף על ידי ספקי חומרה ומאפשרי טכנולוגיה. חברות כגון Thorlabs ו-TOPTICA Photonics מספקות מרכיבים קריטיים, כולל לייזרים מדויקים ומערכות אופטיות, המתממשקים עם פלטפורמות אטומים קרים. ספקים אלו משתפים פעולה עם מפתחי חומרה קוונטית כדי להבטיח את האמינות והסקלה של מערכות הדור הבא.

מאמצים שיתופיים הם מרכזיים על מנת להאיץ את המומנטום של המגזר. קונסורציום בין-תעשייתי, כמו Quantum Economic Development Consortium (QED-C) , ושותפויות ציבוריות-פרטיות בארה"ב ובאירופה מעודדים החלפת ידע וסטנדרטיזציה. במבט קדימה, בשנים הקרובות צפויות לראות אינטגרציות עמוקות יותר בין חברות חומרה כינוסיות, ספקי מחשוב ענן ומשתמשי תעשייה במגזרי התרופות, הלוגיסטיקה והפיננסים, כך שתתמוך בהתקדמות טכנית ואימוץ מסחרי.

הפרות האחרונות: חידושים בשנת 2024–2025 בפלטפורמות באטומים קרים

התקופה שבין 2024 ל-2025 חוותה התקדמות משמעותית במחשוב קוונטי באטומים קרים, עם שחקנים מבוססים וחברות סטארט-אפ מתאימות להשגת אבני דרך טכניות בולטות. פלטפורמות באטומים קרים, אשר משתמשות באטומים ניטרליים מקוורים שמוקפים ברשתות אופטיות או פינצטות, זוכות להכרה גוברת בזכות היכולת שלהן לסקל, זמני רעש ארוכים ופוטנציאל לפעולות קוונטיות באיכות גבוהה.

אחת ההתפתחויות הבולטות ביותר היא ההדגמה של מעבדים קוונטיים ניתנים לתכנות עם מאות אטומים ניטרליים הנשלטים באופן פרטני. Pasqal, חברה צרפתית שהוקמה על ידי פרס נובל אלן אספקט, המשיכה להרחיב את מעבדי האטומים הניטרליים שלה, ודיווחה בתחילת 2025 על פעולה מוצלחת של מכשיר של 350 קוביטים. מערכת זו משתמשת במערכים של אטומי רודיום המנובאים על ידי קרני לייזר, המאפשרות סימולציות קוונטיות מורכבות ומשימות אופטימיזציה. מפת הדרכים של Pasqal כוללת סקלה נוספת ואינטגרציה עם רצפים קוונטיים-קלאסיים, המכוונים ליישומים מסחריים בכימיה, פיננסים ולוגיסטיקה.

בארצות הברית, QuEra Computing עשתה גם היא כותרות על ידי הרחבת הפלטפורמה שלה Aquila ל-256 קוביטים, עם התמקדות בסימולציה קוונטית אנלוגית ומחשוב מבוסס שערים דיגיטליים. הגישה של QuEra עושה שימוש במערכי אטומי רידברג, המאפשרים אינטראקציות הניתנות להתאמה גבוהה ושינוי מהיר של חיבורי הקוביטים. בשנת 2024, QuEra הודיעה על זמינות ציבורית של המערכות שלה דרך גישה עננית, מה שעורר את בסיס המשתמשים עבור מחשוב קוונטי באטומים קרים והאיץ את פיתוח הארגוריתמים.

במקביל, Atom Computing מתקדמת בטכנולוגיית אטומי אייר, והשיגה זמני רעש שיא העולים על 40 שניות עבור קוביטים אינדיבידואליים. הפרות זו, שדווחה בסוף 2024, היא קריטית לתיקון שגאות ורתימת נטיות קוונטיות מורכבות יותר. מפת הדרכים של Atom Computing כוללת פתיחת סקלה עד 1,000 קוביטים ואינטגרציה עם קוביטים לוגיים מתוקנים על ידי 2026.

במצב המחקר, שיתופי פעולה בין מוסדות אקדמיים לתעשיות הניבו טכניקות חדשות להקל על שגיאות, שיפור הלכידה של אטומים וביצועי שערים מהירים יותר. לדוגמה, התקדמות בייצוב לייזר ובטכנולוגיית ואקום צמצמו רעש ודקואנס, בעוד שכיווני פינצטות אופטיות חדשים אפשרו סידורי קוביטים גמישים יותר.

בהביט קדימה, מגזר המחשוב הקוונטי באטומים קרים נמצא בדרך לצמיחה נוספת, עם ציפיות לעבור על מכשירים של 500 קוביטים והדגמות הראשונות של יתרון קוונטי פרקטי ביישומים מעשיים עד 2026. השילוב בין סקלה חומרתית, שיפור בקרה וגישה רחבה יותר לענן מציב את פלטפורמות האטומים הקרים כמועמדים מובילים במרוץ לקראת מחשוב קוונטי שימושי.

תחזיות שוק: תחזיות צמיחה עד 2030

מגזר המחשוב הקוונטי באטומים קרים מצפה לצמיחה משמעותית עד 2030, מונע על ידי התקדמויות בלכידת אטומים ניטרליים, קירור לייזרים וארכיטקטורות קוונטיות ניתנות לסקלה. נכון לשנת 2025, השוק נמצא בשלב מסחור מוקדם, כאשר מספר חברות מיוחדות ומוסדות מחקר מובילים את הפיתוח של פלטפורמות חומרה ומחירי מחשוב קוונטי כשירות. בשנים הקרובות צפויות לראות המעבר מפתרונות ניסיון למערכות מסחריות מוקדמות, עם גידול בהשקעות משני הסקטורים הציבוריים והפרטיים.

שחקנים מרכזיים בתחום כוללים את Pasqal, חברה צרפתית שהראתה מעבדים קוונטיים מבוססי אטומים קרים ומפתחת פתרונות מחשוב קוונטי עבור תעשייה ומחקר. מפת הדרכים של Pasqal כוללת הרחבת היקף לקוביט בודד, ובסופו של דבר, מאות קוביטים, עם התמחות על תיקון שגיאות ורצפים קוונטיים-קלאסיים. חברה נוספת היא ColdQuanta (כעת פועלת כ-Infleqtion), הנמצאת בארצות הברית, שעושה שימוש במומחיות שלה בטכנולוגיית אטומים קרים עבור פתרונות בתחומי מחשוב קוונטי וחישת קוונטים. Infleqtion מתמקדת במתן מחשבים קוונטיים ניתנים לתכנות וגישה לקלאוד לחומרה שלה בטווח הקצר.

הנוף התחזיתי של מחשוב קוונטי באטומים קרים מעוצב על ידי מספר גורמים:

• סקלה: פלטפורמות אטומים קרים מזוהות בפוטנציאל שלהן להתרחב למספרים גדולים של קוביטים עם חיבוריות גבוהה, דרישה מרכזית ליתרון קוונטי שימושי. Pasqal ו-Infleqtion פרסמו מפת דרכים המצביעות על יעדי יתרון אגרסיביים עד 2027 ומעבר לכך.
• מסחור: ניסויי מסחר מוקדמים צפויים להתרחב בשנים 2025–2027, עם מחירים של קוונטיות כשירות ושותפויות עם מגזרי האנרגיה, הפיננסים והתרופות. שיתופי פעולה אלה צפויים להניע הכנסות ולקבוע מקרי שימוש.
• תמיכה ממשלתית ומוסדית: יוזמות קוונטיות לאומיות באירופה, צפון אמריקה ואסיה מספקות מימון עצום למחקר ולתשתיות של אטומים קרים, והמאיצות את הדרך לשוק לחברות המובילות בתחום.

עד 2030, הסכם התעשייה מציע כי מחשוב קוונטי באטומים קרים עשוי ללכוד נתח משמעותי משוק המחשוב הקוונטי הרחב יותר, במיוחד ביישומים הדורשים מחברי קוביטים גבוהים וחיבוריות גמישה. מסלול הילוך עיוני זה של המגזר יוכל לקבוע קשרים טכניים מתמשכים, קידום האקוסיסטם, והיווצרות אלגוריתמי מחשוב קוונטי רלוונטיים מבחינה מסחרית. נכון לשנת 2025, התחזית נשארת אופטימית מאוד, עם חברות המובילות כמו Pasqal ו-Infleqtion פועלות לעצב את האבולוציה של השוק במהלך חמש השנים הקרובות.

ניתוח השוואתי: אטומים קרים לעומת מערכות סופר קונקטיביות ואטומים לכודים

מחשוב קוונטי באטומים קרים מתגלה כחילופי מבטיח לאלטרנטיבות המחשוב הקוונטי המוסדות הקיימים, במיוחד עם מערכות סופר קונטריביות ואטומים לכודים. נכון לשנת 2025, התחום חווה התקדמות טכנולוגית מהירה, עם כמה חברות ומוסדות מחקר המקדמים את הסקל. זמני רעש ונאמנות של פלטפורמות אטומים קרים. סעיף זה מספק ניתוח השוואתי של מחשוב קוונטי באטומים קרים ביחס למערכות סופר קונקטיביות ואטומים לכודים, תוך דגש על חידושים אחרונים והתחזיות לשנים הקרובות.

קוביטים סופר קונקטיביים, הנודעים על ידי מובילים בתעשייה כדוגמת IBM ו-Rigetti Computing, השיגו אבני דרך משמעותיות מבחינת מספר הקוביטים ומהירות השער. מערכות אלו נהנות מטכניקות ייצור בוגרות ומאינטגרציה עם תשתיות סמיתיות קיימות. נכון לתחילת 2025, כלי סופר קונטריביים מראים באופן רגיל מכשירים עם מעל 100 קוביטים, עם IBM המפרטת פומבית מפת דרכים לקראת מערכות של 1,000+ קוביטים. עם זאת, קוביטים סופר קונטריביים מתמודדים עם אתגרים הקשורים לזמני רעש (בדרך כלל בטווח של עשרות ועד מאות מיקרו שניות) והשפעות בין מערכות גדולות.

מחשבי קוונטי עם אטומים לכודים, שמפותחים על ידי חברות כגון IonQ ו-Quantinuum, מזוהים בזכות זמני רעש ארוכים (לעיתים קרובות עולים על שניות) ופעולות שער בעלות נאמנות גבוהה. מערכות אלו עושה שימוש באחידות של יוני אטום ובבקרה מדויקת של לייזרים, המאפשרות שיעורי שגיאה בטוחים וחיבוריות הלל-כל. עם זאת, לא מצליחים הגדלה על מערכות האטומים הללו על מאות או אלפים של קוביטים נותרו אתגרי הנדסה משמעותיים, בעיקר בגלל מורכבות הבקרה האופטית וה footprint הפיזי שמסכים את הציוד הנדרש.

מחשוב קוונטי באטומים קרים, המנוהלים על ידי חדשנים כמו Pasqal ו-Quandela (אחרונה גם פעילה במחשוב קוונטי פוטוני), עושה שימוש באטומים ניטרליים לכודים ברשתות אופטיות או פינצטות. פלטפורמות אלו מציעות מספר יתרונות מושרשים: לאטומים ניטרליים הופ קפיצה להסדרת רעש מהסביבה, דבר המאפשר זמני רעש שמזכירים או עלולים על פי המערכות שכדורים לכודים. בנוסף, מערכות אטומים קרים ניתנות לסקל באופן טבעי, שכן מערכים גדולים של אטומים ניתנים לתפעול במקביל בעזרת טכניקות אופטיות מתקדמות. בשנת 2024 ו-2025, Pasqal הציגה מעבדים קוונטיים ניתנים לתכנות עם 100+ קוביטים, והודיעה על תוכניות להתרחב לכמה מאות קוביטים במהלך השנים הקרובות.

בהביט קדימה, מחשוב קוונטי באטומים קרים צפוי לקצר את הפער עם מערכות סופר קונקטיביות ואטומים לכודים מבחינת מספר הקוביטים ואמינות תפעולית. הפוטנציאל של טכנולוגיה זו בהחברות גבוהה, זמני רעש ארוכים וסקלאות מציבה אותה כמועמדה חזקה הן עבור יתרון קוונטי בטווח הקצר והן עבור ארכיטקטורות עמידות בשגיאות בטווח הארוך. ככל שהאקוסיסטם יתבגר, שיתופי פעולה בין מפתחי חומרה, ספקי תוכנה ומשתמשי קצה צפויים להאיץ, מה שיגביר עוד יותר את החדשנות והאימוץ בנוף המחשוב הקוונטי.

נתיבי מסחור: מהמעבדה למעבדים קוונטיים ניתנים לסקייל

מחשוב קוונטי באטומים קרים, העושה שימוש באטומים ניטרליים שמוקפים בעזרת שדות לייזר או מגנטיים, מתגלה כפלטפורמה מבטיחה למעבדים קוונטיים ניתנים לסקייל. המעבר ממערכות הניסוי למערכות מסחריות מתקדמות, מונע על ידי שעות קירורי האטום, נאמנויות בבקרה ואינטגרציה מערכתית. נכון לשנת 2025, מספר חברות ומוסדות מחקר דואגים לנתיבי מסחר, במגמה לסגור את הפער בין הדגמות אקדמיות לבין חומרה קוונטית חזקה.

שחקן מרכזי בתחום זה הוא Pasqal, חברה צרפתית שהוקמה על ידי פיזיקאים מובילים, אשר פיתחה מעבדים קוונטיים על בסיס אטומים ניטרליים עם עד 100+ קוביטים. מפת הדרכים של Pasqal כוללת סקלה למספרים של מאות קוביטים ואינטגרציה של טכניקות לתיקון שגגות, עם מטרה בביצוע עיבוד קוונטי אנלוגי ודיגיטלי. החברה הודיעה על שותפויות עם שחקנים עיקריים בתעשייה והמגזר האקדמי לפרסום הטכנולוגיה שלה בפלטפורמות נגישות ענן ויישומים ייחודיים קוונטיים.

שותף נוסף משמעותי הוא QuEra Computing, חברה אמריקאית שיצאה מתוך הארוارد ו-MIT. מערכת Aquila של QuEra, זמינה דרך הענן, מציעה כיום קבוצות של 256 קוביטים ניטרליים ומיועדת לכלל חשמאות אנלוגיות ועסקאות קוונטיות קלאסיות. החברה מעוניינת בהמשך ההתרחבות והשגת עיבוד גמיש, עם חזון להגעה לעיבוד קוונטי חף משגיאות במשך השנים הקרובות. QuEra משתפת פעולה עם מוסדות מחקר עולמיים ושותפים בתעשייה כדי להאיץ את האימוץ של מעבדים קוונטיים באטומים קרים בפתרון בעיות בחיים האמיתיים.

בחזית אספקת החומרה, חברות כגון TOPTICA Photonics ו-M Squared Lasers מספקות טכנולוגיות לייזר ופוטוניקה קריטיות להכרת הלכידה והמניפולציה של אטומים קרים. ספקים אלו מחדשים כדי להעניק מערכות לייזר מדויקות, גמישות וידידותיות למשתמשים, אשר חיוניות לאמינות ולשעתיים של מעבדים קוונטיים מסחריים.

במבט קדימה, נתיבי המסחור עבור מחשוב קוונטי באטומים קרים צפויים להתמקד בשלוש תחומים עיקריים: (1) להרחיב את מספר הקוביטים הניתנים לשליטה תוך שמירה על נאמנות גבוהה, (2) פיתוח אסטרטגיות תיקון שגיאות ועזרה נוספת, ו-(3) אינטגרציה של מעבדים קוונטיים לתוך מסלולים קוונטיים-קלאסיים לפתרונותτας בייסוד תעשייתי. בשנים הקרובות, צפויות להתרחב הגישות לענן, שותפויות תעשייתיות רחבות יותר והדגמות ראשונות של יתרון קוונטי במגוון תחומים. ככל שהאקוסיסטם יתבגר, פלטפורמות אטומים קרים עשויות לשחק תפקיד מרכזי במרוץ לעבר מחשוב קוונטי פרקטי ומסחרי.

אתגרים ובקשות: אתגרים טכניים, בעיות שרשרת אספקה ופערי כישרון

מחשוב קוונטי באטומים קרים, המנוצל כשללטמפא אטומים ניטרליים לכודים ונתונים להנחות ע"י לייזרים ושדות מגנטיים, מתגלה כפלטפורמה מבטיחה עבור עיבוד מידע קוונטי ניתנים לסקייל. עם זאת, כאשר התחום מתקדם ל-2025 ומעבר לכך, ישנם כמה אתגרים משמעותיים ובקשות הממשיכות לחכות טכניות, שרשראות אספקה ותחומים של אנשים מוכשרים.

אתגרים טכניים: הקשיים החומריים העיקריים בבחינת מחשוב קוונטי באטומים קרים כוללים השגת אנו הדיוק גבוה בשערי קוביט, להגדיל את מספר האטומים הניתנים לשליטה, ולשמור על רעש יתר גבוה. בזמן שלאחרונה, הדגמות (בעיקר) הצביעו על מערכות קוביטים של מאות אטומים ניטרליים, עדיין המפרש הראשי של השגיאות בשערי קוביט דו-מבּינתי נשאר עולה על צורך לשימושים פרקטיים של מחשוב קוונטי חסר טעויות. חברות כמו Pasqal ו-QuEra Computing עוסקות בשיפור נאמן השערים ובפיתוח פרוטוקולים לתיקון שגיאות, אך המורכבות של מערכות בקרה בלייזר והרגישות של המצבים האטומיים בפני רעש סביבתי ממשיכות להציב קשיים. בנוסף, האינטגרציה של מערכות אטומים קרים עם אלקטרוניקות בקרה קלאסיות ופיתוח תשתיות ואקום ויקריוניהם אמינים היא אתגרים הנדסיים עם הקשרים לטווח.

בעיות בשרשרת האספקה: החומרה המיוחדת הנדרשת עבור מחשבים קוונטים מבוסס על אטומים קרים—כמו חדרי ואקום גבוהים במיוחד, לייזרים מדויקים באולטרה גבוהה כולל ועדות מתמשכות, רכיבי אופטיקה מדויקים, ואלקטרוניקה מיוחדות—מתבססת על מספר מוגבל של ספקים גלובליים. התפרצות באספקת יסודות נדירים עבור לייזרים או עיכובים בייצור הלכות אופטיות ייחודיות עשויות להשפיע באופן משמעותי על הזמן הפיתוח. כאשר הביקוש ממשיך לגדול, חברות כמו Pasqal ו-QuEra Computing מבוקשות על ידי הכנה לכלול יתרון בהוברק גבוה בלט. עם זאת, הבעיה הכללית של בעיות בשרשרת האספקה נשארת חשודה לבעיות גאופוליטיות וכלכליות המשפיעות על מהירות ההגדלה של הטכנולוגיות חקירה קוונטיות.

פערי כישרון: כמותם של הכישורים הנדרשים במחשוב קוונטי באטומים קרים—שמצריך ידע בפיזיקה אטומית, הנדסת לייזרים, כרוגניקה, אלקטרוניקה, ומדע מידע קוונטי—הניב קשיים מסוימים חשובים. ההתרחבות המהירה של התחום נחרבת על ידי היישור באחריות הפיתוח של הספקים המוכשרים, בעיקר בידי כישרונות ייחודיים מ-אמנות וביצוע אטומים קרים. חברות יוקרתיות משתפות פעולה עם אוניברסיטאות ומוסדות מחקר כדי לפתח תוכניות הכשרה מיוחדות ומתקנסית, אך ציפיות פער הכישרון הוא כוון שנראה שימשיך להפגיש את הספקים בתחום במהלך השנים הקרובות.

בהביט קדימה, טיפול באתגרים הללו יהיה חיוני עבור התחום להתפתח מן הדגמות מעבדה למעבדים קוונטיים מסחריים. השקעות אסטרטגיות בחידוש טכנולוגי, חוסן בשרשרת האספקה ופיתוח כוח עבודה יהוו את הצבעתה של מחשוב קוונטי באטומים קרים ככל שזה יתגמש במהלך החצי השני של העשור.

שותפויות אסטרטגיות ומגמות מימון

שותפויות אסטרטגיות ומגמות מימון בתחום מחשוב קוונטי באטומים קרים האיצו משמעותית ככל שהתחום התבגר ועזרת אינטרס המסחרית התגברה. בשנת 2025, המגזר מתאפיין בתמהיל של השקעות ציבוריות ופרטיות, שיתופי פעולה בין תעשיות, ומעורבות גוברת מצד חברות טכנולוגיה מבוססות וסטארט-אפים מיוחדים.

שחקן מושלמי, Pasqal, הממוקמת בצרפת, הייתה בחזית יצירת שותפויות אסטרטגיות. בשנים האחרונות הסתיימה Pasqal לשיתופי פעולה עם חברות טכנולוגיה גדולות ומוסדות מחקר כדי להרחיב את הגישה למעבדים קוונטיים ניטרליים. במיוחד, שיתוף הפעולה של Pasqal עם חברות טכנולוגיה גלובליות מכוון לשלב מורכבים בין קוונטיות עם שיטות קלאסיות, שמהם מחשבים קוונטיים של אטומים קרים יכולים להתמקד בתהליכי חישוב בכימיה ובלמידת מכונה. החברה השיגה גם מימון משמעותי, עם מזימות באמצעות משקיעים אירופיים ובינלאומיים, отражая את הביטחון בדרכים שלה להיתרון קוונטי מסחרי.

בארצות הברית, Infleqtion (בעבר ColdQuanta) התפתחה כחידוש מרכזי, עושה שימוש בחומרי素ה בטכנולוגיית אטומים קרים עבור פתרונות מחשוב קוונטי וחישת קוונטיים. Infleqtion הצליחה ליצור שותפויות עם סוכנויות ממשלתיות, קונסטרוקטורים דיפלומטיים ומוסדות אקדמיים כדי להגדיל את הפיתוח והשמירה של הפלטפורמות הקוונטיות שלה. המימון שהוזכר כולל תמיכה רבה ממשקיעי הון סיכון וכמו כן מענקי ממשלה בהם ההוני-קוונטי באירופה.

הנוף האסטרטגי מגובש גם על ידי שיתופי פעולה בין מפתחים של חומרה קוונטית וסקטורי סיום. לדוגמה, שותפויות בין סטארט-אפים בתחום האזורים קרים לחברות פארמה, לוגיסטיקות ואנרגיה הפכו ליותר מקובלות ככל שהתחומים הללו מעוניינים לגלות פתרונות קוונטיין לבעיוטות חישוביות מורכבות. שיתופי פעולה אלו כוללים פרויקטים משותפים המחזיקים בתוכניות נגישות ללקוחות, פרויקטים נחרב ופיתוח משותפויות של אלגוריתמים קוונטיים שמותאמים לאתגרים תעשייתיים.

בפני מימון, 2025 רואה מגמה כלפי השקעות גדולות של גמדיט וגם מאוחרות, כמו משקיעים המחפשים לתמוך בחברות שמעוניינות למדי בטכנולוגיות בוגרות ועם מסלולי מסחר ברורים. מימון ממשלתי נותר עמוד קשיח, עם המגמתות הקוונטיות הלאומיות באירופה, צפון אמריקה ואסיה שמספקות מענקים ותמיכות תשתיתיות לפרויקטים של קוונטומיות קרים. השקעות ציבוריות אלו משולבות לעיתים קרובות עם הון פרטי, מה שמאפשר קידום טכנולוגיות עם סיכויי הצלחה.

בהביט קדימה, בשנים הקרובות צפויות עוד שותפויות אסטרטגיות, עם התמקדות מבוקרת על שיתוף פעולה בין תחומים וסיבוכים ברמות יעד. ככל שמחשוב קוונטי באטומים קרים יתקרב לייעוד המעשי, ההגדלה בין ההכשרות והטכנולוגיות ישפיע רבות על קהל השחקנים המובילים בתעשייה בוא.

תחזית עתידית: מפת דרכים ליתרון קוונטי ואימוץ תעשייתי

מחשוב קוונטי באטומים קרים מתגלה כמסלול מבטיח במרוץ לעבר חוזק קוונטי, תוך שימוש בקובצ'ים ניטרליים המוקפים ומנוהלים עם כוח לייזר. נכון לשנת 2025, התחום מתאפיין במעבר מהדגמות המיועדות במעבדה למערכות ניסייוות כוונטיות, כאשר כמה חברות ומוסדות מחקר מפתחים קונסטרוקציות המתבססות על יסודות קוונטיים חזזורים ומערכות תיקון שגיאות.

השחקן המרכזי בתעשייה כמו Pasqal (צרפת), QuEra Computing (ארה"ב) ו-Atom Computing (ארה"ב) היו בחזית הטכנולוגיה הזו. חברות אלו הראו את יכולת השגחה של מערכת קוונטית הניתנת לקוביטים בעשור של קוביטים עד יותר ממאה, עם דרך שמקי שאלות ושואלים בערך של קוביטים בטווח 1,000 בשנים הקרובות. לדוגמה, Pasqal הצהירה על כוונתה להציג מערכת כוללת של 1,000 קוביטים עד 2025, תוך דגש על קוונטים אנלוגיים ודיגיטלים. כמו כן, QuEra Computing הביאה תוכנית Aquila שלה, הקיימת דרך הענן, ועובדת באופן פעיל להרחיב את המספרים של הקוביטים.

הגישה של האטומים הקרים מציעה יתרונות רבים, כולל זמני קרינה ארוכים, עסקת שערים באיכות גבוהה, ופוטנציאל לחיבור גמיש דרך פינצטות אופטיות דינמיות. תכונות אלו צפויות להקל על יישום נוסחאות קוונטיות מתקדמות ושיטות תיקון שגיאות, שהן קריטיות להכרזה על יתרון קוונטי. בשנים 2025 ואילך,המוקד יתמקד בשיפרות בנאמנות בשערים, הגברת מספר הקוביטים, ואינטגרציה באסטרטגיות להקל על השגיאות כדי להביא ליישומים מעשיים באופטימיזציה, סימולציה קוונטית ולמידה תהליכית.

אימוץ של התעשייה צפוי להאיץ כאשר מערכות באטומים קרים שיהיו יותר נגישות דרך פלטפורמות ושיתופי פעולה עם שחקנים בתעשייה במגזרי אנרגיה, פננסיות ובתרופות מבגיעים. חברות כמו Pasqal ו-QuEra Computing כבר משתפות פעולה עם תובעים אקדמיים והתפתייחפש שכר בנוגע שהם מדוחמק סניפיות באחוזי הקור המאורחצים כדי להשיב להתקируя קוונטיתדה.

בהביט קדימה, בשנים הקרובות צפויות הבהרות ראשונות של יתרון קוונטי על משימות ממוקדות בשימושי פלטפורמות אטומיות קרים, כפי שגם הללו באזורות אין הכמרים של θέματα בקבוצי הקוונטיים. המפה ליישום תעשייתי, תמהמך מדידה להמשך הסקלה, ההקלטות השגאות, ופיתוח תוכנות המותאמות לגדולת הקוונטיות של האטומים הקרים.

מקורות והפניות

• Pasqal
• QuEra Computing
• Atom Computing
• Thorlabs
• TOPTICA Photonics
• IBM
• Rigetti Computing
• IonQ
• Quantinuum
• Quandela