טכנולוגיות חישה קוונטית מסייעות בתחומים מגוונים – ממערכות תשתית ועד העולם הרפואי / צילום: Shutterstock/א.ס.א.פ קרייטיב
הכתבה מטעם רפאל
לפני כשנתיים התכנס פורום תל"מ (תשתיות לאומיות למחקר), המאגד בתוכו את כל רשויות המו"פ בישראל - רשות החדשנות, ות"ת במועצה להשכלה גבוהה, מפא"ת במשרד הביטחון, משרד המדע ומשרד האוצר. מטרת הכינוס הייתה לבחון כיצד מדינת ישראל יוצרת לעצמה יתרון תשתיתי - טכנולוגי בנושא מדע וטכנולוגיות קוונטים, כחלק מאסטרטגיה לאומית לשדרג את התשתיות הקריטיות ולשים את ישראל בחזית המחקר בתחום.
הכינוס המדובר הוליד שני מהלכים לאומיים משמעותיים: האחד - קרן מחקר אקדמית ייחודית ביוזמה משותפת של ות"ת ושל מפא"ת; השני - הקמת מאגד מחקר יישומי ופיתוח טכנולוגיות חישה קוונטית בהובלת רשות החדשנות ובשילוב מפא״ת. מטרת המאגד היא לחבר גורמים עסקיים מהתעשייה וגורמי מחקר מהאקדמיה, וליצור מעין אקוסיסטם משותף בו כל אחד מחברי המאגד מביא את הערך המוסף שלו לשולחן.
ד"ר טל דוד, העומד בראש התוכנית עבור ועדת ההיגוי של ראשי כלל גופי תל״מ, מסביר על הסיבות להקמת התוכנית והמאגד: "מדינת ישראל בנויה על מורשת של הרבה שנים בתחומי ה-ICT, הסייבר, הבינה המלאכותית, ותחום הקוונטים הוא במובן מסוים המשך טבעי של המורשת הזו. בישראל יש מובילות מחקרית וטכנולוגית טובה מאד. בחלק מהתחומים כמו בתחום חישה הקוונטית, המובילות הזו מתבטאת כבר כעת ובעתיד הקרוב אנו עתידים להוביל גם ברמה עולמית. התוכנית עוסקת רבות בגידול ודחיפת הקהילה הקוונטית הישראלית, וזאת דרך מרכיבים רבים ומגוונים - מקליטת אנשי סגל ותוכניות לימודים והכשרה באקדמיה ובתעשייה, דרך מחקר אקדמי, קשרי עבודה ומחקר בינלאומיים, ופרויקטי מו״פ יישומיים כדוגמת המאגד הזה שכבר פועל ומאגדים נוספים שייצאו לדרך בקרוב".
לא מכבר התקיים יום העיון הראשון של המאגד לטכנולוגיות חישה קוונטית, בו העבירו מומחים מהארץ ומהעולם הרצאות בשלושת המימדים המחקריים המשמעותיים בהם עוסק המאגד - שעונים אטומיים, חיישנים מגנטיים קוונטיים וחיישני גרביטציה קוונטיים. המומחים הללו הם למעשה נציגי כל השותפים במאגד: רפאל, אקיוביט, התעשייה-האווירית, מכון ויצמן, הטכניון, אוניברסיטת בר-אילן, אוניברסיטת אריאל, האוניברסיטה העברית, ואוניברסיטת בן-גוריון שבנגב וכן חברת סלקום וחברת החשמל, הלוקחות חלק במאגד.
ההשפעה על השוק כבר מורגשת
אחת מהחברות המובילות בישראל בתחום המחקר הקוונטי היא התעשייה האווירית, הנוטלת חלק משמעותי במאגד, בעיקר על בסיס עיסוקה רב השנים במחקר הקוונטי היישומי, אשר תופס בשנים האחרונות תאוצה. רונן וולף מהתעשייה האווירית מסביר: "המאגד הוא הזדמנות לשיתוף פעולה של גופים עסקיים ואקדמיים ליצירת אקוסיסטם ייחודי, שמטרתו להבטיח את ביטחון המדינה". וולף משמש כראש פרויקט באלתא ומנהל בין היתר תשתית מחקר טכנולוגית בתחום החישה המגנטית הקוונטית. לדבריו, "הפעילות של התעשייה האווירית בתחום החישה הקוונטית ושותפיה במאגד ובמערכת הביטחון מהווה קפיצת מדרגה טכנולוגית שתשפיע על כל תחומי החיים שלנו. חיישנים קוונטיים מספקים מדידות רגישות, מדויקות ויציבות במטרה לחוש פרמטרים חיצוניים כמו זמן, שדה מגנטי, תאוצה וכוח כבידה. שיתוף הפעולה בין הממשלה, האקדמיה והמגזר העסקי מהווה יתרון אל מול החברות הזרות המתחרות בתחום, ונועד למצב את מעמדה של ישראל כמובילה בתחום הטכנולוגיה הקוונטית".
"קוונטים", מונח שעד כה היה ידוע בעיקר לפיזיקאים ולחובבי מדע בדיוני, הפך לאחרונה מוכר וחברות וארגונים רבים מזהים את הפוטנציאל העצום של הטכנולוגיה הקוונטית, גם בעולמות הסטרט-אפ והעסקים. ד"ר טל דוד מוסיף: "יצאנו לדרך לפני שנה בערך ועל אף התקופה המאתגרת אנחנו רואים כבר אימפקט משמעותי, שמתבטא למשל בגידול מהיר מאד של כמות החברות התעשייתיות שנכנסות לתחום. כמובן שאנחנו, כגורמי הממשלה, משמשים בעיקר כמאפשרים ובמקומות מסוימים גם מכווינים את הפעילות, אבל האנשים שבאמת עושים את העבודה הם אנשי התעשייה וחוקרי האקדמיה, ומהם אנחנו מצפים ורואים את התוצאות בשטח".
אינטרס לאומי - כלכלי , בטחוני ומדעי
לא מפתיע שבמחקרים מורכבים כמו נושא הקוונטים, אנו עדים להובלה של התעשיות הביטחוניות. התעשיות הביטחוניות של ישראל, עתירות תקציבי מו"פ ובעלות תשתיות טכנולוגיות בנות עשרות שנים, ובכך מסוגלות לייצר מחקר ויישום בקצבים מהירים ולפתח גם את השוק וגם את האקדמיה.
ד"ר ניצן לינק, מהנדסת מערכת ראשית ברפאל, ויו"ר המאגד, מסבירה מדוע מדינת ישראל מעוניינת בטכנולוגיה הזו: "בכל הקשור לדיוק זמן וסנכרון זמן במערכות ותשתיות גדולות וקריטיות כמו - חברת חשמל, בנקים, בורסה, תחבורה ציבורית ועוד, מדינת ישראל יכולה להיתרם רבות עם התפתחות הטכנולוגיות האלה - על שלל האפליקציות שלהן כגון בידוד אטומים, מזעור יכולות ועוד, כמו גם אפליקציות ביטחוניות כאלו ואחרות לנושא ה'הום-לנד סקיוריטי' שעליהן לא נוכל להרחיב. על כל אלה אנחנו עובדים במאגד".
כאמור, המאגד נוגע בשלושה סוגים עיקריים של טכנולוגיות חישה קוונטית: שעונים אטומים ומדידת זמן מדויקת, מגנטומטרים (חיישנים מגנטיים) וגרבימטרים (חיישני כבידה). כך למשל, בשימוש במגנטומטרים - החישה של שדות מגנטיים יכולה לעזור בתחום הגיאופיזי, הביטחוני, וכן עשויה להביא לפריצות דרך גם בעולם הרפואי. דוגמה לשימוש רפואי - מעין קסדה קוונטית המכילה עשרות ומאות חיישנים קטנים אשר מבצעת דימוי ומיפוי של המוח ופעולות מוח. "קסדה כזו יכולה לזהות תגובות מינוריות ביותר במוח האדם - יכולות שאין היום בעולם הרפואה - וכל זאת בצורה לא פולשנית ומרחוק. טכנולוגיות מסוג זה שמות את האנושות כולה במקום אחר מהרבה בחינות", מדגישה לינק, וממשיכה לפרט גם בנושא מדידות גרבימטריות: "בגרבימטרים ניתן לאמוד בצורה מדויקת להפליא את כל נושא תזוזות ותנועות גיאולוגיות ולהרגיש רעידות אדמה. בשורה התחתונה, הכוונה שלנו היא לייצר מחקרים שיועילו לתשתיות של מדינת ישראל", היא מסכמת.