ג'ונתן דאולינג (65), פרופסור לפיסיקה תיאורטית במחלקה לפיסיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת לואיזיאנה סטייט, נחשב לאחד האבות המייסדים של טכנולוגיית הקוונטום. הקריירה שלו כוללת הרבה שנים כמדען בצבא האמריקאי, בנאס"א ובגופי ייעוץ לממשל האמריקאי, שניסו להבין איפה צריך לשים את המיליארדים של הציבור האמריקאי כדי להבטיח שארה"ב תהיה מעצמת-על בתחום הקוונטי.
המחשב של גוגל. עליונות קוונטית
ב-1994 הוא שכנע את הצבא שהטכנולוגיה בשלה להתחיל לפתח פרויקט הצפנה קוונטית, מה שהיה פרויקט הקוונטום הצבאי האמריקאי הראשון. ב-2013 הוא חזה שהסינים יובילו את המירוץ לקוונטום, בספרו “הקילר-אפליקיישן של שרדינגר - המרוץ לבניית המחשב הקוונטי הראשון בעולם”. והוא צדק. מאז הוא הפך לגורו, אולי צריך לומר אוונגליסט, של הטכנולוגיה הקוונטית, ורבים עולים אליו לרגל למשרדו בבטון רוג’, לואיזיאנה.
החודש הוא התארח באוניברסיטה העברית בירושלים ונתן סמינר מזורז בן שבועיים על חישה קוונטית. לסמינר נרשמו 68 איש, מחציתם מהאוניברסיטה ומחציתם ממוסדות מחקר אחרים, גופי תעשייה ביטחונית וארגונים ממשלתיים, שאזכור שמם היה מחייב להגיש את הכתבה לצנזורה. פרופ’ חגי אייזנברג מהאוניברסיטה העברית, המארח של דאולינג, משתומם. לפי החישובים שלו בכל מדינת ישראל יש לכל היותר 100 בני אדם שמבינים בטכנולוגיה קוונטית. אולי צריך לייחס את העניין לאישיות המגנטית של דאולינג, אולי לדימוי שצמח לו. תחשבו על איינשטיין, שקופץ לתת סמינר על תיאוריית היחסות בירושלים.
קודם כל בירה
אף אחד לא מבין באמת את תיאוריית "מכאניקת הקוונטים", זו שהגה מקס פלאנק ב-1900. היא כל כך מסובכת, שההסברים לגביה גולשים לעתים לתחום המיסטי. בריאיון למגזין קוונטה נשאל דאולינג איך הוא מתמודד עם התאוריה. "לכל אחד יש את האינטרפרטציה שלו לבעיה”, הוא אמר, "הגישה שלי היא גישת ‘ריבוי הבירות’: בלי לשתות בירה, מכניקת הקוונטים לא נראית הגיונית בכלל. אחרי בירה אחת, שתים או שלוש, היא נראית הגיונית לגמרי, אבל אחרי שאתה מגיע לשש עשר בירות, היא שוב נראית לא הגיונית בכלל. אז אני בבקבוק הראשון, בינתיים באזור הנכון".
למרבה המזל, היישום של התיאוריה מצריך קצת פחות בירה. מדענים מדברים על שלושה או ארבעה תחומי יישום מרכזיים של טכנולוגיה קוונטית: הצפנה קוונטית, תקשורת קוונטית, חישה קוונטית וחוד החנית של הטכנולוגיה – מחשוב קוונטי. מי שישלוט באלה יוכל לשלוט בעולם, ואין מדובר באמירה מסרטי גיבורי-על. זה המסר המרכזי, שדאולינג מנסה להנחיל לממשל האמריקאי, וכנראה שגם לממשלה בישראל.
מיחשוב קוונטי יוכל לפצח כל הצפנה שקיימת כיום בעולם, גם החזקה ביותר. זה אומר שמי שיהיה לו מחשב קוונטי ישמע הכל, יידע הכל, ויוכל לגשת להכל. הוא יוכל למשל להעביר סכומי כסף ממחשבי הבנקים או להפעיל את קודי שיגור הטילים הגרעיניים. ההגנה היחידה כנגד מיחשוב קוונטי היא הצפנה קוונטית. רק מי שידע להגן על מערכותיו באופן קוונטי יוכל לישון בשקט בלילה. חוץ מכל זה, אפשר יהיה לעשות המון דברים טובים עם טכנולוגיה קוונטית: חומרים חדשים, תרופות חדשות, יכולות שהיום אנחנו אפילו לא יודעים לחלום עליהן.
למרבית מקבלי ההחלטות, כמו גם לציבור הרחב, כל הקוונטום הזה מעורפל מדי, לא מוחשי. אחרי שיחה עם פרופ’ דאולינג פתאום התמונה מתבהרת, צלולה כבדולח: הטכנולוגיה הקוונטית היא ההבטחה הגדולה ביותר ובו בזמן האיום הגדול ביותר, שיש למין האנושי. כמו עם החתול של שרדינגר, שהוא גם חי וגם מת, גם כאן צריך לפעול כדי לבחור באפשרות הנכונה.
הריאיון עם פרופ’ דאולינג לא עוסק בשאלות תיאורטיות. שבירת מחסום העליונות הקוונטית הופך את העניין למוחשי ביותר. החברות המתחרות בגוגל – IBM, ריגטי, D-Wave והמתחרה החדשה (לפי השמועות) אמזון – יציגו בוודאי יכולות לא פחות ממדהימות בעתיד הקרוב. המרוץ בעיצומו והשחקנים בכלל באותה קבוצה. מולם מתייצבת סין, שמתגברת את מאמצי פיתוח הטכנולוגיה הקוונטית שלה בהשקעות עתק ובשיתוף פעולה מופתי וממושטר בין הממשלה, האקדמיה והתעשייה. אם הם ינצחו, זה עלול להיות מאוחר מדי לשאר העולם.
אנחנו צריכים לפחד מהיכולת של הסינים?
"אני 'חבר מבקר' מכובד באקדמיה הלאומית למדעים של סין, כך שאני לא מפוחד. בספר שלי 'הקילר-אפליקיישן של שרדינגר' חזיתי שהסינים יקדימו אותנו וכולם בממשל אמרו – ‘לא, אתה משוגע, תמיד נהיה לפני הסינים, זו רק תעמולה’. ואז הם שיגרו את לוויין הקוונטום שלהם, שאיתו הם עשו נסויי הצפנת קוונטום, איכות תשדורות, ופתאום כולם אצלנו נכנסו לקריזה. אז אמרתי להם: ‘אמרתי לכם'. היום אני מקבל הרבה תקציבי מחקר בזכות התחזית ההיא".
איפה הייתה תוכנית הקוונטום האמריקאית?
"בארה"ב היה הרבה עניין בתחום והרבה תקציבים בין 1996 ל-2010 והמטרה היתה לבנות מחשב קוונטי. כל זה התייבש מסיבות פוליטיות. ב-2010 היתה פקידה בכירה בממשל, שאמרה שהיא לא אוהבת את כל הטכנולוגיות האלה והרגה את פרויקט הקוונטום האמריקאי. אני לא אזכיר את שמה, כמו שאסור להזכיר את שמו של הנבל מהארי פוטר. מה שמעניין שבדיוק באותה שנה הסינים החליטו לשים את כל התקציבים שלהם על מיחשוב קוונטי".
"אני שואל גנרל שלושה כוכבים מחיל האוויר איך הם מעבירים את הקודים למתקני השיגור של הטילים הגרעיניים. והוא עונה לי: ‘יש לנו בחור עם טנדר, שנוסע למתקני השיגור ומביא את הקודים על תקליטוני 3.5 אינץ'. כלומר, עתיד כדור הארץ נמצא בידיו של בחור בשם ‘באק’, שנוסע בטנדר עם מזוודה מלאה בתקליטוני 3.5 אינץ'".
איפה עומדת התוכנית היום?
"ב-2018 הבית הלבן בנה את יוזמת הקוונטום האמריקאית, שבצד האזרחי מקציבה מיליארד דולר. הצד הצבאי מסווג, אבל הוא גדול לפחות פי שלושה. יש תקציבים למיחשוב קוונטום, תקשורת והצפנת קוונטום וחיישני קוונטום אבל לא לחומרים קוונטיים ודברים אחרים".
הצפנת קוונטום נחשבת לעניין קריטי, מדוע?
"אני אספר לך סיפור שימצא חן בעיניך. במאי 2018 הייתי בכנס של חיל האוויר האמריקאי, אלה החבר'ה ששולטים בקודי השיגור הגרעיניים. כרגע הם משתמשים בהצפנה שנחשבת חזקה מאוד. ואני שואל גנרל שלושה כוכבים מחיל האוויר איך הם מעבירים את הקודים למתקני השיגור. והוא עונה לי: ‘יש לנו בחור עם טנדר, שנוסע למתקני השיגור ומביא את הקודים על תקליטוני 3.5 אינץ'. ואני שואל: ‘3.5 אינץ’?’ והוא אומר: ‘תראה פרופ', כבר לא מייצרים תקליטוני 8 אינץ'. כלומר, עתיד כדור הארץ נמצא בידיו של בחור בשם ‘באק’, שנוסע בטנדר עם מזוודה מלאה בתקליטוני 3.5 אינץ'".
אז הם החליטו לפתח הצפנת קוונטום?
"ישבנו בכנס בכירים מכל הזרועות ופרופסורים ושאלו אותי איך אפשר לשפר את הענייו ואמרתי שצריך לעשות הצפנת קוונטום אופטית. ואז עוזרת של הגנרל שואלת כמה יעלה לפתח את זה. ואני עונה בפנים חתומות: ‘מיליארד דולר לשנה בתור התחלה’. ואני רואה שאיש לא צוחק. לחבר'ה האלה יש תקציב לא מוגבל ומיליארד דולר בשנה זה כלום מבחינתם. אז כן, עכשיו מחפשים דרכים להצפין את קודי השיגור ועוד הצפנות, למשל בצבא מפתחים מערכת הצפנה לכל המערכות שתטוס ברחפן מעל שדה הקרב".
בספר “הקילר-אפליקיישן של שרדינגר" חזה דאולינג שכוח המיחשוב הקוונטי יגדל בקצב "סופר אקספוננציאלי". והוא צדק. באוקטובר האחרון הכריזה גוגל על פריצת מחסום "העליונות הקוונטית" עם המחשב הקוונטי שלה, שביצע ב-200 שניות חישוב מתמטי שהיה אורך 10,000 שנה על מחשב-על קלאסי. אחד המדענים הבכירים בגוגל, הרטמוט נבן (Neven), אמר ששבב הקוונטום של גוגל צובר יכולת בקצב של "גידול אקספוננציאלי כפול”, ומספר המחשבים הקלאסיים שנדרשים כדי לבחון את ביצועיו הולך וגדל במהירות עד שבקרוב לא יהיו מספיק מחשבים קלאסיים. קצב ההתפתחות של הטכנולוגיה הקוונטית חורך את הדעת.
איפה עומדת ארה"ב במירוץ למחשב קוונטי?
"מה שקרה מאז 2010 זה שרוב החומרה והתוכנה נבנית היום בידי התעשייה – גוגל, IBM, ריגטי, ואמזון (שזה הסוד הכי פחות שמור שאני מכיר. אני בעצמי צייצתי את זה). וכולן עובדות בטכנולוגיית מוליכות על. יש עוד שתי חברות שעובדות בטכנולוגיית פוטוניקה פסיי-קואנטום (PsiQuantum) וקסנדו הקנדית".
וגם חברת D-Wave שכבר מוכרת שירותי מחשוב קוונטי
"D-Wave זה שטויות. אצלם מה שמחשב הוא לא קוונטום ומה שקוונטום הוא לא מחשב. אבל כעת יש גם את הסינים, שמפתחים מיחשוב קוונטי אופטי ומחשוב קוונטי במוליכי על. אני מעריך שבתוך בשנה כל הקבוצות יכריזו על עליונות קוונטית".
מה השימוש שיעשו במחשבים האלה?
"ברור ששימוש אחד יהיה פיצוח צופנים. זו הבעיה שמדאיגה את מרבית האנשים. אם הסינים יפתחו את פורץ הצופנים ראשונים הם יוכלו לפרוץ לכל דבר. זה מה שמפחיד את ארה"ב, שמובילה אולי במיחשוב קוונטי אבל סין כבר מאבטחת את כל המדינה בהצפנה קוונטית. ב-2025 כל המערכות הצבאיות והפיננסיות בסין יהיו מוגנות בהצפנה קוונטית. ואז, גם אם יהיה לנו מחשב קוונטום של גוגל, לא נוכל לפצח את הקוד. מצד שני מכיוון שאין אצלנו כמעט השקעה בפיתוח הצפנה קוונטית, ומכיוון שהסינים משקיעים מיליארדים במחשבי קוונטום, אפשר להעריך שבתוך חמש שנים הם יהיו לפנינו גם במיחשוב קוונטי והם יוכלו לפרוץ לכל מערכות ההגנה בארה"ב וגם כאן בישראל".
האם זה כמו בתחום הגרעיני – מדינה כמו ישראל שצריכה להגן על עצמה ב-50 השנים הקרובות חייבת מיחשוב קוונטי?
"אם לסינים יהיה מחשב קוונטי סודי, זה התרחיש הגרוע ביותר עבור ישראל ועבור ארה"ב, כי הם יוכלו לקרוא הכל ואתם לא תדעו. אותו דבר, אם לישראל יהיה מחשב קוונטי סודי היא תוכל לדעת את כל המידע של איראן וחיזבאללה והם לא יידעו את זה, ואז אתם ביתרון".
גורמי ממשל ישראלים מדברים אתך?
"אני לא רשאי לדבר על זה. בכל מקרה אני שמח לעזור. יש פרויקט משותף של ממשלת ישראל וחיל האוויר האמריקאי שממומן על ידי שתי הממשלות ושם אני משתף פעולה עם פרופ’ חגי אייזנברג".
"אם לסינים יהיה מחשב קוונטי סודי, זה התרחיש הגרוע ביותר עבור ישראל ועבור ארה"ב, כי הם יוכלו לקרוא הכל ואתם לא תדעו. אם לישראל יהיה מחשב קוונטי סודי היא תוכל לדעת את כל המידע של איראן וחיזבאללה והם לא יידעו את זה"
אם היית מוזמן עכשיו למשרד ראש הממשלה בישראל, מה היית מייעץ לו?
"הדבר הכי חשוב הוא קודם כל להצפין את המידע שלכם באמצעות הצפנת קוונטום. כך זה לא ישנה מי יפתח את המחשב הקוונטי ראשון, ישראל תהיה בטוחה.
הדבר הבא צריך להיות פיתוח חיישנים קוונטיים, שהם כמעט כמו מחשבים קוונטיים, אבל יכלים לגלות נשק מתחת לקרקע או מינהרות. בתחום הזה יש לכם צרכים מיוחדים כי אצלנו לא מודאגים ממנהרות תת קרקעיות וגם לא מטילים בליסטיים. אתם צריכים חיישבי קוונטום מיוחדים.
ולגבי מחשוב קוונטי, אני לא יודע. אתם לא מדינה עשירה כמו סין או ארה"ב וגוגל אולי תוכל למכור לישראל מחשב קוונטי, תלוי מה המגבלות שיוטלו עליה".
בישראל, הוועדות הממשלתיות המליצו בעיקר על השקעה בבינה מלאכותית. יכול להיות שמחמיצים כאן את חשיבות הטכנולוגיה הקוונטית?
"אני חושב שטכנולוגיית הקוונטום היא הדבר הגדול הבא. אבל אפילו בארה"ב איש לא לקח את זה ברצינות עד שהסינים שיגרו את לוויין הקוונטום שלהם. היה נדרש משהו כדי להחריד את הממשלה ולגרום להם לצאת לפעולה. האם אני מפחד מהיכולת הסינית? מעט. אבל אם לא היו עושים את זה אז בארה"ב לא היו מגיבים.
ב-1958 הסובייטים שיגרו את הספוטניק וגם האדם הראשון בחלל היה רוסי. אז בארה"ב נלחצו ומימנו את תוכנית החלל, שבזכותה התקדמו לימודי המתמטיקה והמדע וגדל דור שלם של מדענים חדשים. אני מקווה שגם עכשיו, בזכות הפחד מהסינים, גדל דור חדש של מדענים".
