Foto met dank aan Quantum Machines
Degenen onder ons die geen Einsteins zijn snappen niet helemaal wat 'kwantumcomputing' is. En dat is oké.
In de nabije toekomst zullen de meesten van ons klassieke computers blijven gebruiken die rekenen in binaire bits (nullen of enen) in plaats van over te stappen op kwantumcomputers die rekenen in qubits (elke combinatie van nullen en enen tegelijk).
Maar steeds meer mensen die werkzaam zijn in de ontdekking van geneesmiddelen, economie, weersvoorspelling, luchtvaart en supply chain-logistiek - om er maar een paar te noemen - hebben de kracht van quantumcomputing nodig om onvoorstelbare hoeveelheden gegevens snel te verwerken en complexe vragen te beantwoorden die noch klassieke computers noch supercomputers aankunnen.
Deskundigen vertellen ISRAEL21c dat Israël met zijn welverdiende reputatie voor technische bekwaamheid en out-of-the-box denken het potentieel heeft om kwantumcomputing te verpletteren.
Maar omdat we laat bij het spel kwamen, moeten we eerst een inhaalslag maken op de grote drie in kwantumcomputing: de Verenigde Staten, Canada en China.
Heel riskant
"We bouwen aan een industrie die vier of vijf jaar geleden nog niet bestond", zegt Aviv Zeevi, VP en hoofd van de Technology Infrastructure Division bij de door de overheid geleide Israel Innovation Authority .
"Ongeveer 30 Israëlische quantumcomputerbedrijven zijn in de afgelopen drie tot vier jaar gefinancierd en velen hebben behoorlijk wat geld opgehaald, wat betekent dat de markt hier echt in gelooft", zegt Zeevi.
“De huidige processors bereiken hun voorsprong. Er zijn meer gegevens en grotere verwerkingsbehoeften voor AI en voor het ontwerpen van nieuwe materialen en apparaten.”
Het IIA financiert acht projecten via zijn deelname aan QuantERA, een Europees netwerk van 39 publieke organisaties uit 31 landen die onderzoek en innovatie op het gebied van kwantumtechnologieën ondersteunen.
"R&D in quantum computing is nog steeds erg riskant", vertelt Zeevi aan ISRAEL21c. “Het vraagt enorme investeringen in apparatuur. Er zijn nogal wat technologieën [waar kwantumcomputing op kan worden gebaseerd] en we weten niet welke de sleutel zal zijn."
Doel: wereldheerschappij
Gezien deze onzekerheden heeft het IIA $ 29 miljoen toegewezen om de komende drie jaar een Israëlisch Quantum Computing Center (QCC) op te richten met verschillende beschikbare verwerkingstechnologieën voor gebruik door ondernemers en onderzoekers.
“De QCC zal worden gebouwd door Israëlische startups in samenwerking met academische kennis van de afgelopen 20 jaar. Ons doel is om suprematie te bereiken”, zegt Zeevi.
In tegenstelling tot Google en IBM legt de QCC niet al zijn technologische eieren in één mand.
"Het wordt een wereldprimeur", zegt Yoel Knoll, VP of Marketing bij Quantum Machines in Tel Aviv, een partner in de QCC samen met Elbit Systems en Classiq (Israël), ParTec (Duitsland), QuantWare (Nederland), ORCA Computing (VK), ColdQuanta en Super.tech (VS).
"Het zal de eerste keer zijn dat een quantumcomputercentrum een verscheidenheid aan verschillende platforms zal huisvesten", vertelt Knoll aan ISRAEL21c.
“Op dit moment zijn er verschillende technologieën die proberen de dominante verwerkingstechnologie te worden. Koop je een quantumcomputer van een groot bedrijf, dan maken zij die keuze voor je. Als ze op het verkeerde paard wedden, moet je je computer vervangen.”
De hersenen van de kwantumcomputer
Met 130 werknemers is Quantum Machines sinds de oprichting in mei 2018 de grootste start-up van Israël op dit gebied geworden. En het is de enige die kwantumcontrolesystemen maakt.
"De processors in kwantumcomputers zijn als sterke spieren die het potentieel hebben om veel dingen te doen, maar ze kunnen niet functioneren zonder de hersenen - het kwantumcontrolesysteem", legt Knoll uit.
"Het besturingssysteem neemt klassieke computervragen van de gebruiker en vertaalt ze in 'kwantumese' voor de kwantumprocessor en vertaalt ze vervolgens terug naar klassieke taal voor de gebruiker."
De QCC zal "een op componenten gebaseerde oplossing hebben met de technologie van Quantum Machines in het midden, dus elk bedrijf uit Israël of het buitenland dat [zijn product] wil testen, kan komen en aansluiten op elke kwantumprocessor die er is", zegt Knoll.
Het systeem kan worden geüpgraded om ruimte te bieden aan kwantumtechnologieën die nog moeten worden uitgevonden.
“Het centrum zal ook een kwantumincubator bevatten om de industrie in Israël te helpen ontwikkelen; en een kwantumacademie om de geschoolde arbeidskrachten te leveren die nodig zijn voor de industrie”, vervolgt Knoll.
“Op dit moment is kwantumcomputing een wereld van natuurkundigen, maar we zullen ook veel programmeurs en ingenieurs nodig hebben. Dit zal de voetafdruk van Israël op de markt vergroten.”
Samenwerking met de VS
De Amerikaans-Israëlische Binational Science Foundation ondersteunt al tientallen jaren gezamenlijke kwantumonderzoeksprojecten, zegt BSF-uitvoerend directeur Anton Post. Deze activiteit heeft de afgelopen 10 jaar een hoge vlucht genomen, met 224 toegekende subsidies.
"Kwantumonderzoek nadert een omslagpunt waarop fundamenteel onderzoek zich zal vertalen in toepassingen in de echte wereld", zegt Post.
“Om deze ontwikkeling te bevorderen en om het concurrentievoordeel dat Israël en de VS op dit gebied hebben te behouden, gaat BSF een partnerschap aan met het Israëlische Ministerie van Innovatie, Wetenschap en Technologie (MOST) om gezamenlijk onderzoek tussen de VS en Israël in opkomende kwantumtechnologieën verder te stimuleren. .”
MOST adjunct-directeur-generaal Tom Dan, die ook een IIA-bestuurslid is, vertelt ISRAEL21c dat Israël $ 5,8 miljoen zal investeren, terwijl de Amerikaanse National Science Foundation het dubbele zal investeren om vier gezamenlijke kwantumtechnologieprojecten te financieren in de komende vier jaar.
"De eerste, beheerd door onze internationale eenheid onder leiding van Barak Gatenyo, zal tegen het einde van het jaar worden aangekondigd", zegt Dan.
Waarom we de onze nodig hebben
Naast samenwerkingen met Amerikaanse en Europese instanties bij het bevorderen van kwantumcomputing, erkent Israël de noodzaak om op eigen benen te staan.
"Veel besluitvormers, hier en in andere landen, beschouwen kwantumcomputing als een nationale veiligheidskwestie, omdat het gevolgen zal hebben voor het ontcijferen van codes en het ontgrendelen van wachtwoorden", legt Dan uit.
“Dat is een van de redenen waarom de MOST kwantumcomputing als een prioriteitsgebied identificeerde. Het moet nog worden bepaald of Israël een leidende macht op dit gebied zal zijn; het kan zijn dat we moeten zijn.
Aviv Zeevi van het IIA voegt eraan toe dat technologische autonomie in kwantumcomputing essentieel is omdat “er militaire toepassingen en veiligheids gerelateerde problemen zijn met betrekking tot encryptie. We moeten onze eigen niche behouden en ik hoop dat we daarover vijf of zes jaar zijn.”
Momenteel, zegt Zeevi, 'kunnen we in de top 10 staan wat betreft investeringen en aantal bedrijven. Hoewel we een beetje laat aan de race beginnen, zien we een enorme toename van het aantal bedrijven en buitenlandse investeringen in de Israëlische quantum computing-industrie.”
Oded Melamed, mede-oprichter en CEO van Quantum Source in Rehovot, zegt dat een volledig uitgeruste kwantumcomputer een strategische aanwinst is voor elk land.
"Met zo'n computer kun je dingen doen die vandaag onmogelijk zijn, bijvoorbeeld de mogelijkheid om RSA-code te breken, waarin de meeste gegevens tegenwoordig zijn versleuteld", vertelt Melamed aan ISRAEL21c.
"Een overheid die een bruikbare kwantumcomputer zal hebben, heeft een unieke strategische positie ten opzichte van haar rivalen, net zoals in de begindagen van supercomputers."
Superverstorend
Met een staf van ongeveer 30 natuurkundigen en elektrotechnici ontwikkelt Quantum Source kernhardware voor kwantumcomputers op basis van een fotonplatformtechnologie die is ontwikkeld aan het Weizmann Institute . (Andere toonaangevende platforms zijn gebaseerd op ultrakoude atomen, gevangen ionen en supergeleidende qubits.)
"Wij geloven dat onze technologie superontwrichtend is en van Israël een leider op dit gebied kan maken", zegt Melamed, voormalig CEO van Altair Semiconductor.
"Israël is over het algemeen erg sterk in hardware - Intel is hier begonnen vanwege onze capaciteiten op het gebied van chipontwerp, en Apple maakt hier ook gebruik van hardware ontwerpmogelijkheden", zegt hij.
"In kwantum waren we te laat om het potentieel te realiseren en veel inspanningen over de hele wereld begonnen met intensieve overheidssteun die we tot voor kort niet hadden."
Yoel Knoll van Quantum Machines erkent dat Israël een sandbox betreedt die gevuld is met megaspelers zoals IBM, Google en Amazon.
"Maar nu er meer startups opduiken en de QCC wordt gebouwd, denk ik dat we een sprong voorwaarts zullen maken en geavanceerder zullen zijn dan andere markten", voorspelt hij.
“Quantum Machines is betrokken bij verschillende grote quantumcomputercentra over de hele wereld, dus we zien wat er daarbuiten gebeurt en ze willen onze technologie echt. En onze technologie is Israëlische technologie, dus er is een impact die we beginnen te zien”, zegt Knoll.
"Hoewel we te laat waren, ben ik er zeker van dat we met de geweldige denkkracht die dit land heeft, net zo dominant zullen zijn in quantum computing als in telecom en cyber."
