השפה הקוונטית הסודית של ד"ר אלי כהן

בשבוע האחרון של חודש דצמבר אישרה הרשות לחדשנות את הקמתו של מאגד חדש, שיפתח שיטות תקשורת והצפנה קוונטיות. במאגד יהיו חברות ארבע חברות מסחריות (אלישרא, חברת-בת של אלביט, מלאנוקס, אופסיס, והסטארט אפ QuantLR) וארבעה מוסדות אקדמיים (הטכניון, אונ' תל אביב, אונ' העברית ואונ' בר אילן). העבודה על הפרויקט תתפרש על פני 3 שנים והתקציב שאושר לו, כ- 50 מיליון שקלים, הוא בקנה מידה של תוכנית לאומית. "העבודה על הקמת המאגד נמשכה כשנתיים, וכללה יצירת שיתופי פעולה, הגדרת מטרות טכנולוגיות משותפות והגשה של הרבה מסמכים. נדרשו מספר בוחנים של רשות החדשנות והמלצה מטעם מומחה בינלאומי אחד, פרופ' ארתור אקרט מאוניברסיטת אוקספורד, מחלוצי התחום בעולם", מפרט ד"ר אלי כהן מהפקולטה להנדסה, שקבוצת המחקר שלו היא נציגת בר אילן במאגד (לצד קבוצת המחקר של פרופ' אבי פאר מהמחלקה לפיזיקה). "למעשה, בשיחה איתנו אמר פרופ' אקרט שחבל שלא הקמנו את המאגד הזה כבר לפני כמה שנים".

מטרת העל של הפרויקט היא מציאת דרכים להעברת מידע באופן מאובטח בין שני צדדים הבוטחים זה בזה, דרך פיתוח שפה סודית בין שני הצדדים. "המטרה היא ליצור באמצעים קוונטיים איזשהו מפתח. קוד סודי, שרק הצדדים ששותפים ליצירה שלו מודעים לו ויודעים מה המשמעות שלו," מסביר ד"ר כהן. "הידע התיאורטי והמעשי שקיים כיום מראה שמרגע שהמפתח הזה קיים, אין מה לדאוג: אם שני הצדדים משתמשים בו בצורה טובה, המידע בטוח, ואין אפשרות לגנוב אותו. הבעיות מתחילות אם מראש השפה הסודית לא הייתה לגמרי חסינה להאזנות. לכן מנגנון יצירת השפה חייב להיות מאובטח."

היעדים הטכנולוגיים של המאגד היא מימוש מדגימים בתעשייה בשלושה מתארים שונים. הראשון: מתאר רשתי – העברת מפתחות ברשת מאחד לרבים. השני: שליחת המפתח בחלל החופשי, באוויר. הדבר יעשה באמצעים אופטיים – שיטה שכבר הודגמה בעבר בהצלחה. השלישי: הפצת מפתחות בתוך מרכזי נתונים (data centers). "המתאר השלישי הוא זה שבו שני הצוותים מבר אילן לוקחים חלק", אומר ד"ר כהן. "אנחנו רוצים שהשרתים ידברו ביניהם בשפה הסודית, בצורה מאובטחת, כדי שגם אם גורם עוין כלשהו יצליח לחדור אליהם – למשל עם דיסק און קי  - ולהעתיק אליו את המידע, לא תהיה לזה שום משמעות, כי אין לו את המפתח." מטרה נוספת של המאגד היא הרחבת תשתיות של טכנולוגיות קוונטיות באקדמיה ובתעשייה והעצמת כוח אדם מומחה בנושא. "זה חשוב כי יש פה הצהרה של האקדמיה ושל חברות גדולות ומובילות במשק הישראלי, שאומרות: אנחנו רוצות שתהיינה לנו טכנולוגיות קוונטיות ואנחנו רוצות שיהיו לנו אנשים שמבינים בזה," מבהיר ד"ר כהן.

הקבוצה של ד"ר כהן, שצוות של חמישה אנשים מתוכה עובד על הפרויקט, מתמקדת בפיתוח של פרוטקולי הפצה חדשים של מפתחות בתוך מרכזי נתונים, ברמת התוכנה וברמת החומרה. בנוסף – ואין דרך יפה לתאר את זה – מתמקדת הקבוצה בניסיון להיות האקרים. "החברות מהתעשייה לקחו על עצמן את הפיתוח של המפתחות - ואנחנו נרצה לבחון את זה בפועל, כלומר לנסות ולפצח את המסר המוצפן שהן פיתחו, במטרה לראות אם זה עובד ואם המפתחות אכן מוגנים. רואים את זה לא מעט בסרטים, אבל זה קורה גם במציאות: חברות גדולות שוכרות האקרים שינסו לפרוץ אליהן, כדי ללמוד איפה הפרצות ואיך ניתן לסגור אותן. אז זה מה שאנחנו נעשה, אנחנו נשחק את הרעים, ואז נציע פרוטוקולי הצפנה חסינים יותר".

בתוך שלוש שנים, מקווה המאגד החדש ליצור שורה של מפתחות, אשר ניתן להפיץ ברשתות נתונים, בחלל החופשי ובמרכזי נתונים. תוצאות המחקר יכולות לשמש לא רק למטרות מסחריות, למניעת ריגול עסקי, אלא גם למטרות מודיעיניות – ואכן, במחקר מעורבת גם מפא"ת (המנהל למחקר ופיתוח אמל"ח ותשתית טכנולוגית של משרד הביטחון). "בסופו של דבר, החסינות של המפתחות הללו נובעת מעקרונות תורת הקוונטים, והפרויקט כולו מתקשר למהפכה הטכנולוגית השנייה, ולכך שהיא משפיעה כבר היום על פיתוח של טכנולוגיות, בישראל ובעולם", מסכם ד"ר כהן.