ישראל איבדה יתרון במרוץ הקוונטי. האם הביטחון בסכנה?

מידע סודי שניתן לפריצה בקלות, טילים שיהפכו למדויקים יותר וקושי משמעותי ליירט אותם - כך עלולה להיראות השגרה של מדינת ישראל, אם תאבד את היתרון בחזית התחרות הקוונטית העולמית. בישראל מבינים את גודל השעה וכבר בתחילת העשור הקצתה המדינה כ־338 מיליון דולר לטובת תוכנית לאומית לפיתוח טכנולוגיה קוונטית, כשהיא מתברגת בעשירייה הפותחת של השקעות בתחום בעולם. הפעם, כשעליונות אסטרטגית מוטלת על הכף, היו נחושים כאן שלא לפספס כמו ב־AI. אלא שהתוכנית הזאת עומדת להסתיים, חדשה עוד אין, ישראל כבר נדחקה מהעשירייה המובילה והיתרון הראשוני שלנו בתחום בסכנה.

● ראיון | "הפסדנו מול מכונת התעמולה של הצד השני, ומאז אנחנו מנסים להדביק את הקצב"
● לא זזים בלעדיה: גלולת הקסם של כוכבי הוליווד
● פורטפוליו | הוא הפתיע את גוגל ופייסבוק כשאיתר אצלן פרצות אבטחה. בכסף שקיבל ייסד סטארט-אפ

בעולם הבינו כבר מזמן כי יכולות קוונטיות יהיו נשק שובר שוויון, והמרוץ בשיאו. כשהתחרות מול סין ברקע, בארה"ב הורה ממשל טראמפ להציב את ה־AI והקוונטום כאבני יסוד בתכנון התקציב למחקר ופיתוח לשנת 2027. בתעדוף שערכו בוושינגטון בראש הרשימה ניצב תחום הביטחון, לצד סוגיות כמו חלל ואנרגיה, ואיתם הרצון להזניק את יכולות הקוונטים באותם תחומים.

באירופה, שנתפסה עד מלחמת רוסיה־אוקראינה כמי שעוסקת בעיקר בסוגיות כמו איכות סביבה, הציב מסמך מדיניות של האיחוד מיולי האחרון את תחום הביטחון כמרכזי בעולם הקוונטים. זאת לצד דברים כמעט מובנים מאליהם, כמו מחקר ופיתוח (מו"פ), תשתיות, יצירת אקוסיסטם והקניית יכולות.

סביר להניח שלא שמתם לב, אבל אנחנו כבר נמצאים במהפכה הקוונטית השנייה. הראשונה יצרה מוצרים דוגמת שעונים אטומיים. למהפכה הזאת, בניגוד למה שהתרחש בתחום ה־AI, ישראל התעוררה בשלב מוקדם יחסית. כך כבר ב־2018 הושקה התוכנית לקידום מדע וטכנולוגיה קוונטיים בהיקף של כ־61 מיליון דולר. זו הפכה כעבור כשנתיים לתוכנית הלאומית למדע וטכנולוגיות קוונטים, באותה השקעה של כ־338 מיליון דולר.

זהו סכום נאה, אבל מדובר בטיפה בים ביחס להשקעות הממלכתיות בעולם בתחום - שמסתכמות בכ־56.7 מיליארד דולר. כך לפי Qureca, חברה המציעה שירותי ייעוץ עסקי, הכשרות מקצועיות וגיוס והשמה בתחום הקוונטים. ההשקעה המקומית עולה בהרבה על זו של מדינות כמו קטאר (10 מיליון דולר), אוסטריה (123 מיליון דולר) ואיטליה (262 מיליון דולר). עם זאת, ישראל משתרכת הרחק מאחורי בריטניה (5.49 מיליארד דולר), ארה"ב (7.67 מיליארד דולר) וסין (15.3 מיליארד דולר).

"סין או איראן עלולות לפרוץ את ההצפנות"

אבל רגע, לאן כולם רצים? תורת הקוונטים (או מכניקת קוונטים, או פיזיקה קוונטית) התגבשה בשנות העשרים של המאה הקודמת ועוסקת באופן שבו מתנהג העולם בקנה מידה זעיר, תת־אטומי. היא מתארת תופעות שלא ניתנות להסבר בתורות פיזיקליות שקדמו לה, ונדמות לבני אדם כבלתי אפשריות כמעט - חלקיקים שהם בו זמנית בשני מצבים שונים, במקומות שונים או משפיעים זה על זה ממרחק, למשל.

תוצרים שלה כבר קיימים בחיי היומיום שלנו, מלייזר, דרך מוליכים למחצה ועד MRI. אבל בשנים האחרונות עוסקים במסגרתה בכמה תחומים שעשויים, בלי הגזמה, לשנות את העולם. מדובר בתקשורת והצפנה קוונטית, פיתוח חומרים חדשים, חיישנים שונים עם רגישות גבוהה ואולי מעל לכול - מחשבים קוונטיים, שפועלים באופן שונה לחלוטין מאלה שאנו מכירים.

בישראל, באופן שאולי אינו מפתיע, משרד הביטחון הוא ממובילי תוכנית הקוונטים, זאת לצד משרדי המדע והאוצר, הוועדה לתכנון ולתקצוב (ות"ת) במועצה להשכלה גבוהה ורשות החדשנות. במשרד הביטחון מוביל את הענף ד"ר נדב כהן, ראש היחידה למדע וטכנולוגיה (מד"ט) במנהל למחקר ולפיתוח אמצעי לחימה ותשתית טכנולוגית (מפא"ת).

ד"ר כהן מסביר כי "המחשוב הקוונטי מתבסס על מערכת הפעלה חדשה של המציאות. הוא משתמש בכמה קריטריונים יסודיים של העולם הקוונטי כדי לעזור לנו לפתור בעיות מסוימות במהירות, זאת לעומת מחשבים קלאסיים שכנראה אף פעם לא יוכלו להגיע אליהם".

 ד''ר נדב כהן, מפא''ת / צילום: דוברות משרד הביטחון

במחשבים קלאסיים יחידת הנתונים הקטנה ביותר היא ביט, שיכולה להכיל את הערך 1 או 0. לעומת זאת קיוביט, היחידה הקטנה ביותר במחשוב קוונטי, יכולה להיות בו זמנית גם 0 וגם 1 וגם מצבי ביניים. "לכל אלה מתווסף אלמנט, שנקרא בעברית שזירה", מסביר ראש התוכנית. "אני יכול לקחת שני חלקיקים או יותר ולגרום להם להתנהל כחלקיק אחד צמוד. בהתחשב ביכולות הקיוביטים, אותו חיבור יוצר כמה אפשרויות במחשבים הקוונטיים, שמחשבים קלאסיים לעולם לא יצליחו לכסות".

אז כיצד קוונטים עשויים להשתלב בעולם הביטחוני? ראשית, הצפנות. כיום הצפנות מסתמכות על אלגוריתמים שמבוססים על פעולות כפל בין שני מספרים. כאשר ניתנת רק התוצאה - אין דרך מעשית לשחזר את המספרים המקוריים וכך לשבור את ההצפנה. אולם אלגוריתם קוונטי, הידוע כאלגוריתם של שור, שינה זאת והציג יכולת לבצע פירוק לגורמים במהירות גבוהה ולפצח סיסמאות והצפנה.

ניר מינרבי, מייסד ומנכ"ל קלאסיק, המפתחת כלי תוכנה למחשוב קוונטי, מדגיש את הבעיה: כל הסודות, הגרעין, המודיעין והממשל - של כולם - עשויים להיות נגישים לכל אחד. "סין או איראן עלולות לפרוץ, וזו רעידת אדמה. אם שיטות ההצפנה לא ישונו, יתאפשר לשבור אותן. אלה יכולות שמחשבי־על, כולל ה־AI הכי מתקדמת, לא קרובים אליהן".

המחשה נוספת ליעילות הקוונטים בתחום הביטחוני התרחשה ביולי. הצי האוסטרלי בחן בהצלחה חיישני ניווט קוונטים, שלמעשה מסוגלים להחליף את ה־GPS. מדובר במערכת שמבוססת על מדידת שינויים מזעריים בכוח המשיכה של כדור הארץ, ובכוחה להקשות שיבושים, כמו אלה שה־GPS שלהם פגיע, וכידוע הדיוק הוא משאב יקר ערך בעולם הביטחוני.

מרים שטילמן, שותפה בקרן ההון סיכון טל ונצ'רס ומייצגת את ישראל בתוכנית הקוונטום האירופית, מציגה דוגמה אחרת לאופן שבו תחום הקוונטים משפיע על הביטחון: "חישובים מסובכים כמו זיהוי מטחי טילים יכולים להשתפר עם הקוונטים ולהעלות את שיעורי היירוטים. לכן ברור שתחום הדיפנס כאן יהיה ראשון".

 מרים שטילמן, תוכנית הקוונטום האירופית / צילום: ענבל מרמרי

"פספסנו עם AI, בקוונטום אסור לפספס"

הקוונטום הוא חלק מרכזי בענף הדיפטק, שמתמקד בפיתוח טכנולוגיות לפתרון אתגרים מדעיים והנדסיים משמעותיים. אסף וייס, שותף ו־CTO בקרן ההון סיכון Earth & Beyond המתמחה בתחום, מציין כי מדינת ישראל היא המשקיעה הגדולה ביותר בעולם פר נפש בדיפטק. עם זאת, הוא אומר כי "בקוונטים היא לא משקיעה המון ביחס למדינות המובילות, וההשקעה הממשלתית בתחום היא טיפה בים.

"סטארט־אפ אחד שלנו גייס יותר מ־30 מיליון דולר. רשות החדשנות גם השתתפה בסיבוב ההשקעה, אבל בסופו של דבר רובו המוחלט של הסכום הגיע מכיסים פרטיים. הסכום הזה גבוה מזה שמדינת ישראל השקיעה ישירות בכל אחת מהתעשיות הביטחוניות כדי לקדם את תחום המחשוב הקוונטי".

בישראל פועלות יותר מ־20 חברות קוונטים, רובן סטארט־אפים בעולמות המחשוב. ד"ר כהן מעריך כי לצד השקעת המדינה, החברות הללו גייסו כמעט 700 מיליון דולר. אמנם מדובר בכמעט פי שניים מההשקעה מצד המדינה (כ־338 מיליון דולר, כאמור), אבל דווקא זו האחרונה היא קריטית כדי לספק לתחום ביטחון וחזון. את ההשקעה הזאת מנהלים ומפנים בהתאם לצורכי המדינה בפורום לתשתיות לאומיות למחקר ולפיתוח, שחברים בו נציגים מהאקדמיה למדעים, ות"ת, מפא"ת, רשות החדשנות, משרד החדשנות, המדע והטכנולוגיה ומשרדי האוצר והביטחון.

 אסף וייס, שותף בקרן Earth & Beyond / צילום: מעיין פחימה

"לישראל יש תשתית מעולה באקדמיה, היא בעשר המובילות, אם לא יותר, בעולם", מספר וייס. "קוונטום מאשינס גייסו 200 מיליון דולר, קוונטום ארט וקוונטום סורס מובילות טכנולוגיות פורצות דרך במחשבים קוונטיים מסוג יונים ופוטונים. יש השקעות משמעותיות בתחום בישראל, והמשקיעים יודעים למה הם שמים את הכסף שלהם כאן. זה נובע מהמון עשייה, ידע ויכולות טכנולוגיות ברמה העולמית".

כיום ישראל ניצבת בצומת דרכים קריטי בנוגע לעתידה ככלל ולעתידה הביטחוני בפרט. מצד אחד, מספר החברות גדל פי ארבעה ומספר הקבוצות האקדמיות שעוסקות בענף הוכפל, מנגד התקצוב כאמור עתיד להסתיים בסוף השנה הנוכחית. לכן מינה הפורום ועדה שאחד מתפקידיה הוא לבחון תוכנית המשך. עד שזו תתכנס ותגיש את המלצותיה למדינה - העתיד לוט בערפל.

שטילמן אומרת כי לאחר שישראל פספסה את ה־AI, "בקוונטום אסור לפספס - ולא יהיה מרחב תיקון. הטירוף שרואים ב־AI עם הכספים לטאלנטים בעולם - זה רק קדימון לקוונטום. אי אפשר לגדל אדם כזה בתוך פחות מ־15 שנה, זו לא השכלה שאפשר לייצר באמצעות קורס. אתגר נוסף הוא היקף המשאבים הנדרש להקמת חברה בתחום, לעתים עשרות מיליוני דולרים כבר בשלב הראשון, סכום שאינו קל לגיוס בשוק הישראלי ודורש משאבים מחו"ל".

 יירוטים בשמי גוש דן. ''עם התפתחות הקוונטים ברור שתחום הדיפנס כאן יהיה ראשון'' / צילום: ap, Leo Correa

בתחרות הזאת במרוץ ליכולות קוונטיות גם ידידות טובות לא מעוניינות לשתף זו את זו בידע. גם בישראל, אומר ד"ר כהן, "בימים אלה מתחילים לדבר על רגולציות, מחסומים, כדי לא להעביר ידע. קרי, אם יש לי ידע, אני רוצה לשמור אותו בתוך גבולות מדינת ישראל".

בשונה, בתוך התעשייה הישראלית קמה עמותת קיוביט בניסיון ליצור קהילת קוונטום שבה יזינו האחד את השני. שטילמן חברה בוועד המנהל של העמותה, שמטרתה לבסס את ישראל כאחת מעשר המדינות המובילות בתחום. "יש כאן אירוע מיוחד שבו רוב הסטארט־אפים לא דורכים זה על זה ויש הרבה סיוע. תרבות ההייטק בארץ צמחה על עזרה הדדית, וניתן לראות זאת גם בקוונטום".

קלאסיק, שכאמור מפתחת את תשתית התוכנה למחשוב הקוונטי, היא אחת השחקניות המשמעותיות בענף הקוונטים הישראלי - וכבר הגיעה להיקף גיוסים של כ־180 מיליון דולר. לדברי המייסד והמנכ"ל מינרבי, לתרבות ה־G2G (ממשלה מול ממשלה, הקשר בין סוכנויות ורשויות ממשלתיות) של ישראל אין אח ורע בעולם, וזה משמעותי לתחום.

גם הוא מדגיש כי "המחשוב הקוונטי זה עולם חדש. כל המחשבים שמכירים מ־70 השנים האחרונות הם כולם עם אותו דנ"א - חזקים יותר או פחות. מחשב קוונטי הוא חייזר, ועל כן זה פותח את הדרך לאפליקציות שאפילו קשה לדמיין. ניתן יהיה לפתור דברים שלמחשב רגיל ייקח מיליארד שנים לפתור, וזה מביא להתרגשות בכל התעשיות: דיפנס, אוטומוטיב וכימיה. עבור פיתוח חומרים חדשים צריך לעשות סימולציות מורכבות, מה שמעכב מאוד את עולם הדיפנס. תהליכים של 20-15 שנה עשויים להתקצר".

המחיר של התעשיות הביטחוניות והסכנה

מי שמעורבות מאוד בפיתוח ענף הקוונטים הישראלי, גם אם הן משתדלות להשאיר זאת מתחת לפני השטח, הן התעשיות הביטחוניות הגדולות. "אנחנו נמצאים מרחק שנתיים ממחשבים קוונטיים שיוכלו לעשות דברים מטורפים, שאנחנו לא מבינים עד כמה", אומר ל־G בכיר במערכת הביטחון. "ביכולות ההצפנה אנחנו ברמה העולמית, בניגוד ל־AI, וכל תחום הקוונטים יכול לשבור את ה־AI. מה שיודע לעשות מחשב קוונטי אחד, דאטה סנטרים עצומים לא מסוגלים - וזה יכול לסגור את הפער של ישראל בתחום הבינה המלאכותית".

ד"ר כהן מסביר כי במפא"ת עובדים עם כל הגורמים, התעשיות הביטחוניות הגדולות, אלביט, התעשייה האווירית ורפאל, האקדמיה וסטארט־אפים, בניסיון ליצור את הקונסורציום האידיאלי. "התעשיות הביטחוניות הגדולות הן חלק מההתפתחות של ישראל בתחום הקוונטים. יש גופים מסוימים בתוך החברות הללו שעורכים מחקרים ברמה שלפעמים כמעט נוגעת באקדמיה. הם גם מפרסמים מאמרים מדעיים יפים מאוד".

וייס מכיר את מערכת הביטחון מקרוב. הוא צמח ביחידה טכנולוגית של חיל המודיעין, עד שהשתחרר בדרגת סא"ל - לאחר שהוביל פרויקטים וגופי מחקר ופיתוח מבצעיים. לימים הוביל כ־CTO חברה בינלאומית תעשייתית־טכנולוגית. "לתעשיות הביטחוניות יש מקום חשוב באקוסיסטם הטכנולוגי, כי הן יהיו מוכנות לשלם את מחיר הליך הפיתוח הראשוני כדי להיות עם היתרון על פני הצד השני. לעומת זאת, במגזר הפרטי לא ישלמו בקלות לפני הבשלה. לתעשייה הביטחונית יש תפקיד חשוב של האימוץ: הקידום כבר בשלבים הראשוניים".

לשיטתו, העולם האזרחי יכול להיכנס בסינרגיה עם הביטחוני. "עיקר העשייה במחשבים הקוונטיים היא אזרחית ולא ביטחונית, אבל מאחורי הקלעים מדינות העולם מפנות לכך תשומת לב. אני אומר למנכ"ל המחשב הקוונטי שבו השקענו - היום שבו יעמיד כזה על השולחן, זה היום שבו הוא יקבל את כל תשומת הלב של המדינה ושל אפ"י (אגף הפיקוח על היצוא הביטחוני במשרד הביטחון - דש"א). יצרת יכולת אסטרטגית כמו פצצת אטום, אבל אם ישראל לא תשכיל להשקיע ולהוביל בזה, זה עלול להיות מאוחר מדי".

מינרבי מגדיר את מפא"ת כמי שמצויה בחזית הקוונטים. "ניתן לחשוב מה קורה אם אנחנו כמדינה לא נהיה מוכנים עם נשק אסטרטגי, או לחלופין מה נוכל לעשות בהינתן יכולות כאלה ברמה ההתקפית. הרבה פעמים הדיפנס מקדים את העולם האזרחי. בעזרת הקוונטים יש הזדמנות למנף אינטרסים של המדינה ברמה הבינלאומית".

אם מביטים לכיוון העולם רואים כי בעת שבישראל דנים בשאלה אם ליצור תוכנית המשך ברמה הלאומית, מדינות אחרות כבר מזמן שם - ואף מעבר לכך. כדוגמה מעניינת שטילמן מציינת את UK Quantum, גוף המייצג את תעשיית הקוונטים בבריטניה, שנחשב לאחד המרשימים. "ישנן שאלות כמו - מהו השיעור מהתוצר שמדינה משקיעה, האם זו השקעה ממוקדת בתחום מסוים או מבוזרת על פני כמה תחומים, כיצד זה מנוהל, והאם זה בכלל מועיל? בערב הסעודית שמו הרבה כסף, אבל קשה לדעת האם זה הניב את התוצאות הרצויות. למדינות ולתאגידים, ברור שזה מרוץ בינלאומי שאין בו מחר".

בסיכומו של דבר, המחשבים הקוונטיים עדיין לא הפכו למוצר מוכח, בגלל מה שד"ר כהן מגדיר כ"בלמים טכנולוגיים", שמתחילים בקיוביטים. "הקיוביט לא אוהב להיות בו זמנית בשני מצבים, והוא מעדיף להיות רק באחד מהם. כל אינטראקציה שלו עם הסביבה תגרום לו ליפול לאחד או לשני. זה אומר שאם המחשב מתחמם, הוא קורס. אם קרינה קוסמית פוגעת בו, הוא נפגע. קשה מאוד לבודד את המחשבים מהסביבה, ולכן שמים אותם בתוך מקררים שמביאים אותם קרוב מאוד לאפס המוחלט. אלו כלובים מגנטיים שמשככים את ההשפעה של השדות המגנטיים".

המגבלה המרכזית השנייה היא עדיין המשאבים. "כל התהליכים המורכבים עולים המון כסף", אומר ד"ר כהן. "העולם שם המון כסף, אבל בסוף השאלה היא 'כמה המון זה המון?' במספרים, מדובר על עשרות מיליארדי דולרים ברמה הרב־שנתית, ועדיין, כנראה שזה לא מספיק".