גוגל עשתה זאת שוב, והפעם עם שבב קוונטי מהפכני בשם "וילו" ("Willow"). אך לצד ההבטחות הגדולות, עולים גם חששות: האם מערכות האבטחה של הבנקים, התשתיות החיוניות ואפילו הביטקוין ערוכות ליום שבו המחשב הקוונטי ישבור את כללי המשחק? אף שהשבב עדיין אינו מאיים על ההצפנות המוכרות, ברור לחלוטין שהשעון הקוונטי החל לתקתק בהקשר של המערכות הללו.

כדי להבין עד כמה הגילוי של השבב הקוונטי החדש של גוגל הוא דרמטי, אין מנוס מהסבר קצת ופשוט על תחום מורכב ומסועף.

בדרך כלל, המחשב של ימינו מבצע חישובים באמצעות סדרת פעולות המבוססות על "ביטים" – יחידות מידע שהן או 0 או 1. לעומת זאת, מחשב קוונטי משתמש ב"קיוביטים", שיכולים להיות 0 ו־1 בו־זמנית. זה אולי נשמע מוזר ולא אינטואיטיבי, אבל התופעה הזו קשורה לעקרון המכונה "סופרפוזיציה".

במחשב הקלאסי, כל ביט יכול להיות או עץ או פלי. לעומת זאת, במחשב קוונטי, כשהמטבע באוויר, הוא "גם עץ וגם פלי" בו־זמנית. רק כשהמטבע נופל, ניתן לקבוע אם הוא עץ או פלי

כדי לפשט את ההסבר, אפשר לדמות את זה למטבע. במחשב הקלאסי, כל ביט יכול להיות או עץ או פלי. לעומת זאת, במחשב קוונטי, כשהמטבע באוויר, הוא "גם עץ וגם פלי" בו־זמנית. רק כשהמטבע נופל, ניתן לקבוע אם הוא עץ או פלי.

במחשב קוונטי, כל קיוביט דומה למטבע שיכול להיות "הרבה דברים בו־זמנית" עד שהמחשב "בודק" אותו. מחשב עם מספר קיוביטים מסוגל לבדוק במקביל מגוון רחב של אפשרויות בזמן קצר, בניגוד למחשב רגיל שבודק כל אפשרות בנפרד.

כל זה, יחד עם תכונות נוספות, הופך את המחשב הקוונטי למעין מחשב־על על סטרואידים, שמנסה – ולעיתים גם מצליח – לפתור בעיות מורכבות במהירות גבוהה בהרבה מזו של מחשבים רגילים כיום.

עד כמה מהר? לפי גוגל, "וילו" מסוגל לבצע בתוך חמש דקות חישובים שהיה לוקח למחשב־על 10 ספטיליון שנים (10 בחזקת 24) – זמן העולה בהרבה על גיל היקום המוערך.

לפי גוגל, "וילו" מסוגל לבצע בתוך חמש דקות חישובים שהיה לוקח למחשב־על 10 ספטיליון שנים (10 בחזקת 24) – זמן העולה בהרבה על גיל היקום המוערך

לכאורה, אלו חדשות טובות במיוחד אם אתם מחזיקים במניות אלפאבית (חברת האם של גוגל). ההכרזה על "וילו" הובילה לזינוק כמעט מיידי במחיר המניה, שהגיעה לשיא של 52 שבועות, עם שווי שוק של למעלה מ־2.3 טריליון דולר.

היכולת של "וילו" לבצע חישובים מורכבים במהירות חסרת תקדים עשויה לקדם הבנה של תהליכים ביולוגיים מורכבים או לבצע סימולציות כימיות בצורה מהירה ויעילה יותר. פיתוחים אלה יכולים להוביל לחדשנות ולהאצת תהליכי פיתוח בתחומי הרפואה, הפארמה והחומרים.

מעבד קוונטי של גוגל, 23 באוקטובר 2019 (צילום: HO / GOOGLE / AFP)

כמו כן, מחשוב קוונטי עשוי לשפר את היכולת לחזות ולנתח שווקים פיננסיים, לנהל סיכונים ולהתמודד עם אירועים בלתי צפויים. פיתוחו של "וילו" עשוי להאיץ את התחרות והחדשנות בתעשיית השבבים, עם השקעות מוגברות במחקר ופיתוח טכנולוגיות קוונטיות – במיוחד מכיוון שגוגל אינה החברה היחידה שפועלת במרץ בתחום.

עם זאת, לצד החדשות הטובות, ההתפתחות במחשוב הקוונטי מציבה גם אתגרים משמעותיים לעולם הטכנולוגי. מחשבים קוונטיים עשויים לאיים על שיטות ההצפנה הקיימות, בשל יכולתם לפתור בעיות חישוביות מורכבות במהירות יוצאת דופן.

פיתוח שיטות הצפנה עמידות בפני מחשוב קוונטי מהווה אתגר קריטי. ללא מענה מתאים, מערכות בנקאיות, תשתיות אזרחיות או ביטחוניות חיוניות – ואף צופן גרעיני – עלולים לעמוד בפני סכנת פריצה

פיתוח שיטות הצפנה עמידות בפני מחשוב קוונטי מהווה אתגר קריטי. ללא מענה מתאים, מערכות בנקאיות, תשתיות אזרחיות או ביטחוניות חיוניות – ואף צופן גרעיני – עלולים לעמוד בפני סכנת פריצה, אם לא יאובטחו כראוי מפני האיום הקוונטי המתהווה.

מה שתופס את תשומת הלב התקשורתית הוא דווקא החשש מפני פריצת מערכת הביטקוין, על אף שזה לא בהכרח האיום הגדול ביותר על האנושות. שווי שוק הקריפטו כיום עולה על 3.5 טריליון דולר, כך שאם תתאפשר פריצה למערכת, היא בהחלט תהפוך ליעד מרכזי עבור האקרים. אולם, רגע לפני שאתם ממהרים למכור את הקריפטו שלכם, יש כמה צפירות הרגעה.

כספומט להמרת מזומן לביטקוין ברחוב דיזנגוף בתל אביב, 2017 (צילום: מרים אלסטר/פלאש90)

קווין רוז, בכיר לשעבר בגוגל, מרגיע שכדי לפרוץ את ההצפנה של ביטקוין תוך 24 שעות, יידרש מחשב קוונטי עם 13 מיליון קיוביטים. לעומת זאת, שבב "וילו" של גוגל מכיל כיום רק 105 קיוביטים. מומחים מעריכים שייקח בין 10 ל־20 שנה לגשר על הפער הזה, כך שאין מדובר בסכנה מיידית.

צפירת הרגעה נוספת מגיעה מקהילת הביטקוין. לא רק שהם מודעים לסכנות הטמונות בטכנולוגיה הקוונטית לקריפטו, אלא שאפילו סאטושי נאקאמוטו, הממציא האלמוני של מערכת הביטקוין, תכנן אותה לפני כ־16 שנה כך שתהיה ערוכה לתרחישים מסוג זה.

בכל מקרה, בקהילת הקריפטו בפרט ובעולם הפיננסים בכלל, כבר החלו לעבוד על פיתוח "קריפטוגרפיה פוסט־קוונטית", שתהפוך את המערכות לבטוחות גם בעידן הקוונטי

פרוטוקול הביטקוין תוכנן מראש להיות גמיש, מה שמאפשר לבצע בו שדרוגים ושינויים באמצעות מנגנונים מובנים ושדרוגי תוכנה, כדי להתמודד עם איומים חדשים – כולל כאלה שנובעים ממחשוב קוונטי.

בכל מקרה, בקהילת הקריפטו בפרט ובעולם הפיננסים בכלל, כבר החלו לעבוד על פיתוח "קריפטוגרפיה פוסט־קוונטית" – טכנולוגיה שתהפוך את המערכות לבטוחות גם בעידן הקוונטי.

ד"ר אריק לוסרו, המהנדס הראשי של Google Quantum AI, מדריך אנשי תקשורת במהלך סיור במעבדת המחשוב הקוונטי בקמפוס Quantum AI בקליפורניה, 21 בספטמבר 2022 (צילום: Frederic J. BROWN / AFP)

עם זאת, אף שהסכנה נראית מוחשית, הטכנולוגיה הקוונטית צריכה לעבור עוד דרך ארוכה לפני שתהפוך לאיום ממשי. מומחים מעריכים כי אנחנו עדיין במרחק של כעשור מייצור מחשבים קוונטיים שישפיעו על חיי היום־יום ומערכות האבטחה.

הסיבה לכך שהפיתוח נמשך זמן רב היא שמחשבים קוונטיים נוכחיים סובלים משיעור גבוה של שגיאות עקב הפרעות סביבתיות. פיתוח שיטות אמינות לתיקון שגיאות הוא חיוני להכשרת הטכנולוגיה לשימוש רחב. תחום תיקון השגיאות עדיין נמצא בחיתוליו, כשאתגרים רבים בו נותרו ללא מענה.

הטכנולוגיה הקוונטית היא חרב פיפיות: מצד אחד, חדשנות פורצת דרך שפותחת עולמות חדשים; מצד שני, סכנות שקשה לדמיין

נוסף על כך, בניית מחשבים קוונטיים עם מיליוני קיוביטים מהווה אתגר הנדסי מורכב, גם בעידן הטכנולוגי המתקדם של ימינו.

בסופו של דבר, הטכנולוגיה הקוונטית היא חרב פיפיות: מצד אחד, חדשנות פורצת דרך שפותחת עולמות חדשים; מצד שני, סכנות שקשה לדמיין. בעוד "וילו" של גוגל מבטיח פיתוחים מסעירים, הוא גם מזכיר לנו שכללי המשחק עומדים להשתנות בקרוב – ועלינו להיערך לכך בהתאם.