מחקר

פרופ' שלמה מגדסי, חוקר במכון לכימיה ובמרכז לננומדע וננוטכנולוגיה באוניברסיטה, מונה לחבר באקדמיה הלאומית לממציאים של ארה"ב (NAI), הכוללת כ - 4000 חברים המייצגים כ-250 אוניברסיטאות ומוסדות מחקר ממשלתיים.

פרופ' מגדסי, עוסק בתחום החומרים ובמיוחד בחלקיקים וטיפות ויישומיהם בין היתר בתחומי אנרגיה והדפסת תלת מימד. לאורך השנים, פרסם מגדסי כ 300 פטנטים, חלקם הפכו למוצרים, תהליכים תעשייתיים והקמת חברות סטארט אפ.

עם קבלת המינוי, הודה פרופ' מגדסי  לחברות וחברי האקדמיה האמריקנית וציין: "זהו כבוד גדול עבורי להיות חבר בקהילה האקדמית של הממציאים בארה"ב, אשר ממחישה את השילוב הנפלא בין מחקר אקדמי ויישומים תעשייתיים, ואת רוח החדשנות באוניברסיטה העברית. אני מודה לחברי קבוצת המחקר שלי ולתמיכת האוניברסיטה במהלך השנים אשר אפשרו להגיע להכרה זו".

האקדמיה הלאומית לממציאים היא ארגון גג של אוניברסיטאות ומכוני מחקר ממשלתיים שנוסדה בשנת 2010, במטרה לעודד ממציאים, לקדם טכנולוגיה וחדשנות אקדמית. עמיתי NAI מחזיקים ביותר מ-48,000 פטנטים רשומים בארה"ב, הקימו למעלה מ-13,000 טכנולוגיות וחברות, ויצרו יותר ממיליון מקומות עבודה. ההמצאות של חברי הארגון מוערכות בהיקף של למעלה מ-3 טריליון דולר.

בארגון ה- NAI, חברים ארבעה אקדמאים ישראלים, בראשם זוכה פרס הנובל פרופ' אהרון צחנובר ובניהם גם פרופ' נעם אליעז, פרופ' יעל  חנין ופרופ' זאב זלסקי. ישראלי נוסף שזכה למינוי כחבר בכיר באקדמיה הוא התעשיין קובי ריכטר.

קרדיט לתמונה: AG

פרסומים בתקשורת: הידען

עידן המהפכה הקוונטית השנייה, נמצא כבר בפתח וכרגע מתנהל המרוץ אחר המחשב הקוונטי: מחשב שיוכל לבצע פעולות חשובות מסויימות במהירות ובעוצמה רבה בהרבה מהפעילות שהמחשבים הקיימים כיום. אך לצד הברכה שבדבר, הסוגייה מעלה חששות בדבר יכולת הפריצה להצפנות, הקיימות כמעט בכל פעולה שאנו מצבעים: מתשלום מאובטח, דרך משלוח הודעות וכו'. כיום כל פעולה מצופנת מתבססת על אלגוריתם מתמטי שמחשב רגיל, מבחינת כוח החישוב והזמן הנדרש, מתקשה לפתור אותו ולפרוץ את הקוד. לעומתו, מדענים מאמינים שהעוצמה הגדולה של מחשבים קוונטים שתפעל באופן מהיר ובמקביל, תוכל לפרוץ בקלות יחסית הצפנות ולפגוע בפרטיות המשתמשים. 

מחקר חדש שנערך בהובלת פרופ' רונן רפפורט ודר׳ חמזה אבודייה ממכון רקח לפיזיקה באוניברסיטה העברית בירושלים בשיתוף עם קבוצת המחקר של מוניקה פליישר מאוניברסיטת טובינגן, הוביל לפיתוח מערכת פשוטה באופן יחסי, המאפשרת יצירת קידוד המעניק הגנה מפני עוצמת מחשבי הקוונטום: מעין "מכונות יריה" של פוטונים בודדים עליהם הוטענו מידע מקודד. הפוטונים הבודדים, שהם היחידות הבסיסיות של אור (״חלקיקי אור״), מאפשרים קידוד הידוע בשם ״קידוד קוונטי״. בניגוד להצפנה הקלאסית הנפוצה כיום, טכנולוגית ההצפנה הקוונטית מתבססת ישירות על חוקי הפיסיקה ועל חוקי תורת הקוונטים ולא על המתמטיקה ואלגוריתמים. מערכת הצפנה מבוססת פוטונים בודדים המקודדים קוונטית, משגרת אותם לנקודה המבוקשת, כאשר כל נסיון להתערב או לשאוב את המידע – יזוהה ויסוכל ללא סיכון למידע.   

באופן מופשט, כיום הפצחנים מנסים להיכנס לתוך השרשת העברת המידע בין שתי נקודות, לשאוב את המידע ולחבר מחדש את השרשרת, כדי שהמידע יגיע ליעדו הסופי. זאת מבלי שתאותר הפריצה. החוקרים בצוות הצליחו ליצר התקן זעיר ביותר שמייצר ומשגר פוטנים בודדים ועליהם אפשר להעביר את המידע. כל פוטון מקודד נקרא ״ביט קוונטי״. בביט קוונטי כל מגע, או אפילו ביצוע מדידה משנה בהכרח את המידע שקודד על הפוטון והדבר יתבטא, בהגיעו ליעד, בשגיאה בפרוטוקול ומתן אינדיקציה לנסיון הפריצה. 

בהתקן, שפותח בטכנולוגיות ננומטריות חדשניות במרכז לננומדע וננוטכנולוגיה של האוניברסיטה העברית, החוקרים השתמשו בננו-גביש, בעובי פחות אלפית שערה - חומר מוליך למחצה שכאשר מאירים עליו בפולס של לייזר הוא פולט פוטון יחיד. בעוד שהננו-גביש לבדו לא מאפשר פליטה מהירה מספיק של פוטונים בכדי לייצר מפתחות הצפנה בקצב גבוה, החוקרים השתמשו ב״טריק ננומטרי״ והצליחו להגביר משמעותית את הקצב, לכעשרה מיליון פוטנים בשנייה והם שואפים להגיע לקצב של מיליארד לשנייה. הדבר נעשה ע"י הזרמת הפוטונים במעין קונוס מתכתי ממוזער הצמוד לננו-גביש, המשמש "כליא ברק" השואב את האנרגיה ואת האור מתוך הננו-חלקיק והופך לאנטנה המשדרת את האור. החוקרים הביאו למצב, בו האור הנפלט מהפוטון ינוע לכיוון הדרוש ולא באופן אקראי, על-ידי ננו-עדשה המכוונת את פליטת הפוטונים לכיוון הרצוי. וכך ברגע שהם הגבירו את קצב פליטת הפוטונים המקודדים עם המידע והם מניעים אותם לכיוון המתבקש, ניתן לאסוף אותם לנקודת היעד ולקרוא את המידע שקודד בהם, בלי יכולת של התערבות חיצונית. 

כבר היום ארגונים ומדינות מפתחים מחשבי קוונטים ובעתיד הלא רחוק  השימוש בהם יהיה נפוץ ברמה המסחרית והממסדית. חשיבותו של  ההתקן הוא ביכולתו לאפשר קידוד לא פציח באמצעות מערכת פשוטה יחסית, הניתנת להפעלה אפילו בטמפרטורת החדר.  

המאמר המדעי

פרסומים בתקשורת: ישראל היום