חדש בפקולטה להנדסה: המגמה להנדסה קוונטית

בחודש דצמבר האחרון הכריזה הממשלה על הקצאת 1.25 מיליארד שקל לתוכנית הלאומית למדע וטכנולוגיות קוונטיים. לתוכנית, שבאחריות פורום תל"מ (תוכניות לאומיות למחקר), יש מספר מטרות, ובהן  פיתוח הון אנושי ותשתיות מחקר, בניית מחשב קוונטי בישראל ויצירת שיתופי פעולה בינלאומיים בתחום הקוונטים. אנו בפקולטה להנדסה של בר-אילן מרימים את הכפפה, ופותחים כבר בשנת הלימודים הקרובה את המגמה להנדסה קוונטית, מתוך מטרה להתקדם ביחד עם העולם לעבר המהפכה הקוונטית השנייה. "אלה תכנים חדשניים לחלוטין ברמה המקומית, ואפילו הבינלאומית. בעולם יש רק מוסדות בודדים שמציעים תואר ראשון בהנדסה קוונטית," אומר ד"ר אלי כהן, שיעמוד בראש המגמה החדשה. "על פתיחת המגמה הוחלט לאחר שאנחנו בפקולטה זיהינו יותר ויותר עניין - בעולם האקדמי וגם בתעשייה – בפיתוח טכנולוגיות קוונטיות וניצול שלהן לטובת חישוב, תקשורת והצפנה, ופיתוח של סנסורים חדשים ומדויקים. לכן המטרה שלנו היא להכשיר בוגרים של הפקולטה עם ידע משמעותי בהנדסה, אבל גם בפיזיקה, מדעי המחשב ומתמטיקה, עם דגש חשוב על מדע וטכנולוגיה קוונטית".

תוכנית הלימודים של המגמה נבנתה במהלך השנה החולפת, על בסיס מסלול הלימודים הקיים של הנדסת חשמל ופיזיקה לתואר ראשון, והיא זהה לו בשנתיים הראשונות של התואר (כך שהוא מתאים גם לסטודנטים שכבר החלו את המסלול). התכנים הקוונטיים, בשיתוף המחלקה לפיזיקה (אחראי המגמה מטעמה הוא פרופ' אבי פאר), נכנסים בשנה השלישית והרביעית לתואר. הם כוללים קורסים בתקשורת קוונטית והצפנה, למידת מכונה קוונטית, מדידות קוונטיות, אינטראקציות אור וחומר בעולם הקוונטי, אופטיקה קוונטית, וגם קורס בחישוב קוונטי, שחציו נלמד בפקולטה להנדסה וחציו במחלקה לפיזיקה, והוא מעניק ידע בתוכנה ואלגוריתמים קוונטיים לצד חומרה קוונטית – כלומר איך לבנות בפועל מחשב קוונטי. קורס אחר, ומסקרן במיוחד, הוא קורס מעבדה בטכנולוגיה קוונטית שיופעל ע"י המחלקה לפיזיקה. "האוניברסיטה קיבלה מימון מיוחד להקמת המעבדה הזו, והיא תאפשר לסטודנטים להתנסות בבנייה של טכנולוגיות קוונטיות," אומר ד"ר כהן. "מעבר לזה, נשתדל לחשוף את הסטודנטים עד כמה שאפשר לחוקרים באוניברסיטה שעוסקים בנושאים האלה, ולשלבם במחקר. כמו כן תועברנה הרצאות העשרה של מומחים מהארץ ומחו"ל, שיבואו להציג את מה שנמצא היום בחזית הטכנולוגיה".

ד"ר כהן הוא בעל דוקטורט במדע וטכנולוגיה קוונטיים מאוניברסיטת תל אביב, שלאחריו המשיך לפוסט דוקטורט כפול: הראשון בבריסטול, במרכז לחקר אינפורמציה קוונטית וחישוב קוונטי, והשני באוטווה, במרכז לפוטוניקה קוונטית. לפקולטה להנדסה הוא הגיע באוקטובר 2018, ומאז מלמד קורסים בחישוב קוונטי, מכניקה קוונטית שימושית ותרמודינמיקה יישומית. קבוצת המחקר שלו מונה כרגע עשרה חברים. "אנחנו חוקרים שאלות יסוד בתורת הקוונטים, כגון שזירה ואי-לוקאליות, לצד טכנולוגיה קוונטית, מדידות קוונטיות חדשות, שיטות לדימות בתחום הנראה וברנטגן, חישוב קוונטי וסימולציות קוונטיות, כשהכלי העיקרי בו אנו משתמשים הוא אופטיקה קוונטית," הוא מספר. לצידו תלמד בפקולטה ד"ר עדי מכמל, העוסקת גם היא בתיאוריה של טכנולוגיה קוונטית כעיסוק ליבה, ובסמסטר הקרוב צפוי להצטרף לפקולטה – ולצוות ההוראה של המסלול החדש – איש סגל חדש, נסיונאי. "ד"ר מכמל משתפת פעולה עם מייקרוסופט, ואני עצמי משתף פעולה עם התעשייה האווירית ועם מלנוקס - מה שמצביע על החשיבות של הנושא לא רק עבור האקדמיה, אלא גם עבור התעשיות עתירות הידע", אומר כהן.

ובכלל, עוד לפני הקמת המגמה החדשה - הנדסה קוונטית הייתה נושא חם בפקולטה להנדסה. בדצמבר 2019 נערך בה כנס בינלאומי בנושא של מדע וטכנולוגיה קוונטית, שאורגן ע"י מרכז קווסט, המרכז הקוונטי של בר-אילן, והתארחו בו מומחים מכל העולם. רבים מהחוקרים הבכירים בפקולטה חוקרים גם סוגיות קוונטיות, ובמגמה החדשה ילמדו בין היתר דיקאן הפקולטה פרופ' זאב זלבסקי, ד"ר מוטי פרידמן, ד"ר תומר לוי, פרופ' אלכס פיש, פרופ' דורון נווה ופרופ' דרור פיקסלר, שעומד בראש המכון לננו-טכנולוגיה וחומרים מתקדמים. המכון, בו חבר גם ד"ר כהן, תורם למגמה החדשה לא רק אנשי סגל – אלא גם תשתיות, שירותים, מעבדות מחקר וקהילה תוססת.

הסטודנטים שיבחרו ללמוד במגמה החדשה יקבלו את בסיס הידע הנחוץ לכל התעשיות בתחומים הנדסיים מגוונים, ובנוסף לכך גם כלים ומיומנויות שקשורים למדע וטכנולוגיה קוונטיים. "אנחנו רואים התעצמות עולמית, הרבה מאוד פעילות ותקציבים חדשים שמאושרים לטובת הנושא," מבהיר ד"ר כהן. "גם אנחנו נוכל לתגמל כלכלית סטודנטים מצטיינים, ולהציע מלגות ופרסים. אנחנו מחפשים סטודנטים בעלי יכולות אנליטיות גבוהות, ציוני בגרות גבוהים במתמטיקה ופיזיקה וציון כמותי גבוה בפסיכומטרי. אבל לא פחות חשוב מכך – חשובים לנו סקרנות, מוטיבציה גבוהה, יכולת הפשטה ודמיון, וכן עניין בחדשנות טכנולוגית." סטודנטים שמעוניינים לשמוע עוד על המסלול החדש, לשאול שאלות או לבדוק התאמה מוזמנים לקרוא עוד בדף המגמה, לבקר באתר הבית של ד"ר כהן או לפנות אליו ישירות, למייל: eliahu.cohen@biu.ac.il.

 ד"ר אלי כהן