מהיר פי אלף: הטכנולוגיה הישראלית נכנסת למחשב העל החזק באירופה

שיתוף פעולה בין אנבידיה לחברת קוונטום מאשינס (Quantum Machines) הישראלית מייצר לראשונה גשר ממשי בין מחשוב קוונטי למחשוב-על, ועשוי לסמן את העתיד של עוצמות חישוב חסרות תקדים. היום (חמישי) הוכרז כי המוצר המשותף של שתי החברות - DGX Quantum - הכולל את מערכת הבקרה OPX1000 של קוונטום מאשינס, נפרש לראשונה במרכז יוליך שבגרמניה, שבו נחנך לאחרונה מחשב-העל ג’ופיטר, החזק ביותר באירופה.

המערכת החדשה מציגה קפיצת מדרגה טכנולוגית: תקשורת בין מחשב-על למעבד קוונטי בהשהיה של פחות מארבע מיקרו־שניות - שיפור של פי אלף לעומת הניסיונות הקודמים. זוהי נקודת ציון משמעותית גם עבור אנבידיה, המבקשת להיות הגשר בין שני עולמות המחשוב - הקלאסי והקוונטי - וגם עבור החברה הישראלית, שהטכנולוגיה שלה הופכת לחלק אינטגרלי ממוצר דגל של ענקית המחשוב המובילה בעולם.

כשעולם הקוונטים פוגש את עולם הקלאסיקה

מחשב קוונטי שונה מהותית ממחשב רגיל. במקום ביטים של "0" ו-"1", הוא עובד עם קיוביטים, שיכולים להחזיק כמה מצבים בו-זמנית. בזכות זה הוא מסוגל לבצע כמות עצומה של חישובים במקביל - מה שהופך אותו מתאים במיוחד למשימות כמו פירוק הצפנות, חישובי חומרים מורכבים או חיפוש בקומבינציות רבות.

מחשבי-על, מנגד, התפתחו בשנים האחרונות לכוח חישוב עילאי. בזכות מיליוני ליבות עיבוד ואלפי מאיצי GPU הם הפכו לכלי המרכזי שמניע את מהפכת הבינה המלאכותית. הם אחראים לפריצות דרך בתחומים כמו מודלים שפתיים, חיזוי מזג אוויר וסימולציות מדעיות בקנה מידה עצום.

אבל לכל אחד מהעולמות יש חסרונות: מחשבים קוונטיים עדיין שבריריים וחשופים לשגיאות, ומספר הקיוביטים בהם מוגבל. מחשבי-על, גם החזקים ביותר, לא מסוגלים להתמודד עם בעיות מסוימות, למשל פירוק מספר ענק לגורמים - פעולה בסיסית בהצפנה - שלוקחת להם זמן אסטרונומי. ובדיוק משום שלשני העולמות יש מגבלות, נוצרת הסינרגיה: שילוב שבו הקוונטי מטפל בחלקים שהוא מצטיין בהם, והקלאסי משלים את השאר.

במערכת היברידית, המחשב הקוונטי מטפל במשימות שהכי מתאימות לו - למשל סימולציה מדויקת של התנהגות מולקולה מורכבת - בעוד מחשב-העל מריץ אלגוריתמים של בינה מלאכותית, מסנן מיליוני אפשרויות ומזהה תרכובות פוטנציאליות. השניים עובדים במחזוריות: הקלאסי שולח מועמדים, הקוונטי מנתח אותם לעומק, והקלאסי מעדכן את החיפוש. זהו בדיוק ביטוי לנקודת החוזקה של כל אחד: מחשב-העל מצטיין בסינון רחב־היקף ובכוח עיבוד מסיבי, והמחשב הקוונטי מספק רזולוציה שאין למערכות קלאסיות ביכולת לדמות תהליכים כימיים.

אנבידיה, ישראל ועתיד המחשוב ההיברידי

אנבידיה מוכרת בזכות מעבדי ה-GPU שלה, שהפכו למנוע של מהפכת הבינה המלאכותית ושל תחום מחשוב-העל כולו. מעבדיה מהווים את הלב של אינספור מחשבי-על ברחבי העולם - מהמעבדות המובילות בארה"ב ועד המערכות הגדולות באירופה ובאסיה. עם זאת, אנבידיה אינה מפתחת מעבדים קוונטיים בעצמה. במקום זאת היא בחרה בתפקיד אחר: להיות הגשר בין המחשוב הקלאסי למחשוב הקוונטי.

כדי ליישם את החזון הזה, היא השיקה את DGX Quantum - מערכת שמאפשרת חיבור ישיר בין מחשב-על מבוסס GPU לבין יחידות קוונטיות. בלב המערכת נמצא שבב-העל Grace Hopper, המסוגל להריץ אלגוריתמים של בינה מלאכותית ותיקון שגיאות בקנה מידה עצום. ייחודה של המערכת הוא בכך שהיא מאפשרת תקשורת כמעט מיידית בין החישוב הקלאסי לבין המעבד הקוונטי. פעולה שדרשה בעבר מילי-שניות מתבצעת כאן בפחות מארבע מיקרו-שניות - קפיצת מדרגה שמאפשרת סוף סוף חיבור אמיתי בין שני העולמות.

כדי שזה יעבוד נדרשה בקרה ייחודית - וזה המקום שבו נכנסת קוונטום מאשינס הישראלית. החברה פיתחה את OPX1000, בקר קוונטי-קלאסי שמתווך בין שבב ה-GPU של אנבידיה לבין הקיוביטים עצמם. הבקר של קוונטום מאשינס מתרגם את האותות, מוודא שהקיוביטים מתנהגים בצורה מדויקת, ומאפשר כיול ותיקון שגיאות בזמן אמת.

במילים פשוטות: החברה הישראלית אחראית לחלק שמאפשר לקוונטי "לדבר" עם הקלאסי. השילוב הזה הוא שהפך את DGX Quantum למערכת הראשונה שמסוגלת לעבוד באמת כהיברידית - לא הדמיה, לא סימולציה, אלא שילוב חי בין שני עולמות המחשוב.

מחשב-העל החזק באירופה

מחשב-העל ג'ופיטר, שנחנך לאחרונה במרכז ביוליך, הוא כיום המערכת החזקה ביותר באירופה והרביעית בעולם. מדובר במחשב ברמת Exascale - מסוגל לבצע יותר מקוינטיליון חישובים בשנייה - הישג שמציב את גרמניה בחזית העולמית של מחשוב עתיר ביצועים.

החידוש הגדול טמון בשיתוף הפעולה שהוכרז היום, המשלב את מערכת DGX Quantum של אנבידיה עם מערכת הבקרה של קוונטום מאשינס. השילוב הזה הוא שמייצר לראשונה את הגשר האמיתי בין מחשב-על קלאסי לבין תשתית קוונטית, ומאפשר זרימת עבודה היברידית במהירות שמעולם לא נראתה.

היכולת הזו תאפשר לפתור בעיות מורכבות בתחומים מגוונים - החל מחקר אקלימי ואנרגיה מתחדשת, דרך סימולציות של חומרים חדשים ותהליכים תעשייתיים, ועד אלגוריתמים מתקדמים של בינה מלאכותית וביטחון לאומי. החיבור הזה מגלם את ההבנה שהמחשבים אינם מתחרים זה בזה אלא משתפים פעולה - וכל אחד מהם תורם את מה שהוא יודע לעשות טוב יותר, כדי לייצר יחד כוח חישוב שאין לו תקדים.