הממשל האמריקאי קבע יעד שאפתני של הגעה למחשב קוונטי פעיל עד 2028, וליכולת הצפנה העמידה בפני פריצה קוונטית עד 2031 - ארבע שנים מוקדם מהמתוכנן. כך עולה משני צווים נשיאותיים עליהם חתם בימים האחרונים הנשיא טראמפ, שנועדו להאיץ את פיתוח הטכנולוגיה ובמקביל - את ההגנות מפני סיכוני האבטחה שהיא מציבה.
ניסיון לפתח הצפנה עמידה ליכולות קוונטיות
ההנחיות מסמנות מעבר מהכרזת יעדים כללית ועמומה בנושא, ללוחות זמנים קונקרטיים וליעדים מדידים, כאשר צו אחד של הנשיא מורה לסוכנויות פדרליות לעבוד עם חברות פרטיות ועם אוניברסיטאות כדי להגיע עד 2028 למחשב קוונטי שיכול לתמוך במחקר מדעי. על משרד האנרגיה האמריקאי הוטל להגדיר את הסטנדרטים הטכניים למערכת, עם דגש הוא על הוכחת תועלת מעשית.
מחשבים קוונטיים צפויים לעלות על מחשבי העל של היום בסוגים מסוימים של בעיות – מטרה שטרם הושגה באופן אמין מחוץ לסביבות מבוקרות. במקביל, הממשל מאיץ את המאמצים להתמודד עם ההשלכות הביטחוניות של מחשוב קוונטי: צו נשיאותי נפרד מורה לסוכנויות פדרליות להאיץ אימוץ הצפנה עמידה ליכולות הקוונטיות, וקבע לכך את 2031 כתאריך יעד. הצו שם דגש מיוחד על תשתיות קריטיות, כולל רשתות חשמל ומערכות מים, הנחשבות פגיעות במיוחד לשיבושים.
החשש הוא, שמחשבים קוונטיים מתקדמים מספיק עלולים בסופו של דבר לפצח רבות משיטות ההצפנה הנפוצות כיום. כתוצאה מכך, ממשלות וחברות החלו לעבור לקריפטוגרפיה פוסט-קוונטית, עוד לפני שמערכות כאלה הפכו למציאות.
מהו מחשב קוונטי?
בתמצית – אם מחשבים "רגילים" משתמשים רק בשני מצבים, דלוק וכבוי (1 ו-0), מחשוב קוונטי פועל על עקרונות מכניקת הקוונטים, שבהם מצבים אינם בינאריים ויכולים להיות 1 ו-0 בו-זמנית. חקר המחשוב הקוונטי נמצא בשלבים מוקדמים, וכיום החישובים שניתן לבצע במחשב כזה עדיין אינם יציבים ורגישים לרעש סביבתי, חום וקרינה, שמביאים לשגיאות.
מחשוב קוונטי מול מחשב קלאסי
(צילומים: shutterstock)
אבל אם בעבר ההתייחסות למחשוב קוונטי הייתה כאל מדע בדיוני שיתממש עוד 30 שנה, הרי ששנת 2026 מוכיחה שהתעשייה נמצאת בעיצומו של שלב מעבר קריטי: מהוכחות היתכנות במעבדה למערכות קוונטיות חסינות שגיאות.
חברות כמו IBM, שמובילה את התחום, גוגל ומיקרוסופט, כבר הכריזו שהצליחו לפתח מעבדים קוונטיים יציבים בשיטות שונות. ההנחה היא, שבשנים ובעשורים הקרובים יכולות המחשוב הקוונטי יעקפו בהרבה את מה שנוכל לעשות עם מחשבים "קלאסיים", במיוחד כדי לפתור בעיות חישוביות מסוימות שמאתגרות את המעבדים של היום.
הצווים החדשים עוסקים גם בחישה קוונטית, תחום פחות ידוע: משרדי המסחר וההגנה הונחו לפרוס חיישנים קוונטיים בתוך חמש השנים הקרובות, שיכולים לספק מדידות מדויקות מאוד ויכולים אפילו להוות אלטרנטיבה ל-GPS, במיוחד בסביבות שבהן אותות לוויין אינם אמינים, אינם זמינים או מופרעים בכוונה. הטכנולוגיה עשויה להיות בעלת יישומים משמעותיים הן בפעולות צבאיות והן בחקר החלל.
IBM מחשב קוונטי
(צילום: IBM)
תחום המחקר הקוונטי בעולם נהנה בשנתיים האחרונות מעלייה בהשקעות. מיליארדי דולרים במימון פדרלי עוברים דרך משרד המסחר בארה"ב לחברות קוונטיות, בעוד חברות הענק - ולצידן חברות סטארט-אפ קטנות - מרחיבות את התוכניות שלהן. סטארטאפים גם מושכים הון משמעותי, כאשר רבים מהם מתמקדים בשיפור יציבות החומרה, בהרחבת מערכות קיוביט ושיפור תוכנה.
עם זאת, התחום עדיין מתמודד עם אתגרים טכניים משמעותיים. בניית מערכות קוונטיות אמינות בקנה מידה גדול נותרת קשה, כאשר סוגיות כמו תיקון שגיאות ויציבות המערכת ממשיכות להאט את ההתקדמות, ולא ברור כמה מהר הטכנולוגיה יכולה לעמוד בהבטחותיה. עם זאת, פיתוח חומרה קוונטית נהנה כיום מזינוק בזכות פריחת ה-AI והשימוש במודלי בינה מלאכותית לעיצוב שבבים, אופטימיזציה של לייזרים ופענוח אותות שגיאה בזמן אמת.
כמו בתחום ה-AI, הממשל האמריקאי מוטרד במיוחד מההתקדמות הסינית בנושא: ממשלת סין משקיעה מיליארדי דולרים (ההערכות מדברות על מעל 15 מיליארד) במעבדות הלאומיות בחפיי העוסקות בקוונטום. המחקר הממשלתי הסיני מחזיק בשיאים עולמיים בתחום ההצפנה הקוונטית, מחשבים פוטוניים ומוליכי-על מתקדמים.
