תואר ראשון בהנדסת חשמל במגמת הנדסה קוונטית: פוטנציאל טכנולוגי אינסופי

הנדסת קוונטים

תורת הקוונטים קיימת כבר למעלה מ-100 שנה, אך עדין מעלה שאלות מהותיות וקוראת להבנה עמוקה יותר של המציאות הפיזיקלית. הנדסה קוונטית עומדת בחזית החדשנות הטכנולוגית. היא מתפתחת ורותמת את עקרונות מכניקת הקוונטים לפיתוח טכנולוגיות פורצות דרך במגוון תחומים. מחשב קוונטי יוכל לפתור בעיות מסוימות הרבה יותר מהר – אלפי שנים יותר מהר - ממחשב קלאסי. אינפורמציה קוונטית, אופטיקה קוונטית ותורת השדות הקוונטית יכולים לשפר משמעותית מערכות קיימות שמשמשות למשל לדימות רפואי, מערכות מכ"ם, סנסורים ואמצעי חישה, הצפנה וסייבר. לימודי הנדסת חשמל עם התמחות בהנדסה קוונטית מבטיחה השתלבות בתחום מחקר ועשייה עתידני, מרתק וגדוש פוטנציאל שברובו עוד לא פוצח. הביקוש למהנדסים עם התמחות בהנדסה קוונטית רק ילך ויעלה עם השנים.

לקבלת מידע נוסף בנושא מגמת הנדסה קוונטית בפקולטה להנדסה באוניברסיטת בר-אילן צרו קשר דרך עמוד צור קשר ונחזור אליכם בהקדם.

מה תפקידם של מהנדסי ומהנדסות חשמל המתמחים בהנדסה קוונטית?

מהנדסים ומהנדסות חשמל המתמחים בהנדסה קוונטית מיישמים את הידע שלהם בארבע תחומים של טכנולוגיות קוונטיות: תקשורת, חישוב, מטרולוגיה וסימולציות. חברות הנמצאות בחזית התעשייה עתירת הידע, דוגמת גוגל ו-IBM, כבר מתפעלות מחשבים מבוססי טכנולוגיות קוונטיות, ומהנדסים ומהנדסות עובדים כל העת על פיתוח מחשבים קוונטים טובים וחזקים יותר. בוגרי ובוגרות הנדסת חשמל המתמחים בהנדסה קוונטית מבוקשים גם בתעשיות הביטחוניות, שם הם עוסקים בפיצוח צפנים ובאבטחה, ובתעשייה עתירת הידע, שם מפתחים חיישנים וטכנולוגיות קוונטיות למגוון שימושים, החל מגלאים וכלה בטכנולוגיות רפואיות לחישה ביולוגית.

למי מתאימים לימודי הנדסת חשמל במגמת הנדסה קוונטית?

הנדסת קוונטים היא תחום אינטרדיסציפלינרי מרתק, שיושב על התפר שבין הנדסה, פיזיקה, מתמטיקה, מדעי המחשב, הנדסת מחשבים ותקשורת, ובמקרים מסוימים גם ביולוגיה, כימיה ומדע החומרים. העיסוק בה מתאים לבעלי ובעלות תפיסה כמותית מצוינת, ונטייה עמוקה למתמטיקה, פיזיקה ותכנות, לצד יצירתיות, סקרנות ותשוקה אמיתית להיכנס לתחום מבטיח ולהעמיק את הידע האנושי בנושא, ואת היכולות הנגזרות ממנו.

למה כדאי לי ללמוד הנדסת חשמל במגמת הנדסה קוונטית בבר-אילן?

מגמת הנדסה קוונטית בבר-אילן היא מגמה ייחודית בתחומה בארץ, והיא מציע התמחות רב-תחומית, מגוונת וחדשנית. היא מבוססת על התוכנית הקיימת והיוקרתית של לימודי הנדסת חשמל בשילוב פיזיקה, ונשענת על מרכזי הידע משמעותיים שקיימים באוניברסיטה בתחומי האלקטרו-אופטיקה, ננו-טכנולוגיה, עיבוד אותות, תקשורת וטכנולוגיה קוונטית. הלומדות והלומדים במגמה יזכו לעבוד לצד חוקרים מהמובילים בארץ בתחום החישה הקוונטית והחישוב הקוונטי – שתי ההתמחויות של המגמה.

מי עומד בראש התוכנית ללימודי הנדסת חשמל במגמת הנדסה קוונטית בבר-אילן?

בראש המסלול לתואר ראשון במגמת הנדסה קוונטית עומד ד"ר אליהו כהן. ד"ר כהן עוסק בתורת הקוונטים לאורך כל הקריירה האקדמית שלו, כבר מהתואר הראשון. בדוקטורט שלו הוא חקר את נושאי הזמן והאי לוקאליות בתורת הקוונטים, ולאורך השנים עסק בין השאר באינפורמציה קוונטית, אופטיקה ופוטוניקה קוונטית, חישוב ומדידות קוונטיות, חישה והדמיה קוונטית, תקשורת קוונטית ושאלות יסוד בתורת הקוונטים. לאורך הקריירה שלו זכה ד"ר כהן במספר פרסים ומענקי מחקר. בשנת 2023 פיתח, בעבודה משותפת עם הקבוצה של פרופ' מוטי פרידמן, אינטרפרומטר קוונטי ייחודי הכולל עדשות זמן, ומאפשר מדידה מדויקת של תהליכים מהירים.

מה נלמד במהלך התואר הנדסת חשמל במגמת הנדסה קוונטית?

בשנתיים הראשונות ילמדו הסטודנטים והסטודנטיות את כל קורסי הבסיס בהנדסת חשמל, ויעמיקו את הידע שלהם במתמטיקה, פיזיקה, אלקטרוניקה ותכנות. בהמשך, תתמקד המגמה בהיבטים המדעיים והטכנולוגיים של ההנדסה הקוונטית, תוך התמקדות בפיתוח הידע והמיומנויות הדרושים למחקר, פיתוח ותפעול מערכות קוונטיות מגוונות בתעשייה עתירת הידע, בתעשייה הביטחונית ובאקדמיה. הלימודים נעשים בשני מסלולים, ששניהם בגדר חובה לתלמידי ותלמידות המסלול: חישה קוונטית (תוך התמקדות באלקטרואופטיקה), וחישוב קוונטי (תוך התמקדות בהנדסת מחשבים ובתקשורת). בין הקורסים הייחודיים אותם מציעה מגמת הנדסה קוונטית: תורת הקוונטים, חישוב קוונטי, אינטראקציות אור וחומר במכניקה קוונטית, טכנולוגיה קוונטית של אור מדידה ותקשורת, למידת מכונה קוונטית, סימולציות קוונטיות ועוד.

מהם אפשרויות התעסוקה לבוגרי ובוגרות לימודי הנדסת חשמל במגמת הנדסה קוונטית?

הנה דוגמאות לחלק קטן מהדברים בהם יכולים לעסוק מהנדסי חשמל המתמחים בקוונטים:

פיתוח מחשבים קוונטיים: בשנת 2020 דיווחה גוגל שהמחשב הקוונטי שלה, סיקמור, הצליח לבצע בשלוש דקות ו-20 שניות חישוב שהיה לוקח למחשב הרגיל הכי חזק כעשרת אלפים שנה. התכונות הקוונטיות מאפשרות מיקבול של עיבוד האינפורמציה, וכתוצאה מכך חישוב מהיר יותר. האתגר איתו מתמודדים מהנדסי חשמל המתמחים בהנדסה קוונטית הוא לבנות מחשבים קוונטיים עם יותרת כוח חישוב, ולמצוא את הבעיות שעבורן חישוב קוונטי ייתן יתרון משמעותי אל מול מקבילו הקלאסי. בכך עוסקת, למשל, ד"ר עדי מקמל, שחוקרת מחד למידת מכונה, מאידך חישוב קוונטי, ואת השילובים ביניהם.

מודיעין צבאי ועסקי: עיסוק בתקשורת קוונטית יכול לפתח שיטות הצפנה מתוחכמות, שיספקו הגנה על מידע. חישוב קוונטי, לעומת זאת, יכול לעקוף מערכות הצפנה קלאסיות, ולשרת את התוקף. כיום כבר קיימות מערכות הצפנה קוונטית עובדות, אם כי לא בקנה מידה גדול מספיק, והאתגר הבא בפניו עומדים העוסקים במודיעין קוונטי יהיה פיתוח מחשב קוונטי, שיוכל למשל לפרוץ שיטות אבטחה שמשתמשים בהן היום, למשל באינטרנט ובבנקים. בכך עוסק, למשל, ד"ר אלי כהן, שב-2021 הצטרף למאגד שהקימה הרשות לחדשנות, ומפתח שיטות תקשורת והצפנה קוונטיות.

מטרולוגיה קוונטית: שילוב של טכנולוגיות קוונטיות עם מדע החומרים והנדסת חומרים יכול להוביל ליצירת אמצעי מודיעין, סנסורים ואמצעי חישה, בעלי דיוק חסר תקדים. בכך עוסקת, למשל, ד"ר תמי גולדזק מזרחי, המתמקדת בחישוב תכונות קוונטיות של חומרים ננו-מטריים. במטרה לגלות ולפתח חומרים שיכולים להיות אבני הבסיס לטכנולוגיות קוונטיות חדשות, כמו גלאים, טכנולוגיות סולאריות ואנרגיה ירוקה.

חישה קוונטית: הנדסה קוונטית יכולה לשפר את הרזולוציה ולהביא להקטנת רמת הקרינה באמצעים קיימים לדימות רנטגן, לשפור סנסורים קלאסיים, וגם לאיבחון לא-פולשני מרחוק. בכך עוסק, למשל, ד"ר בוריס דסיאטוב, שמפתח חיישנים קוונטיים המאפשרים בדיקה מהירה ומדויקת מאוד של מהירויות ותדירויות של סיגנלים אופטיים, שיכולים להיתרגם לאפיון חומרים ולחישה ביולוגית-רפואית, לדוגמה גילוי רכיבים של דלקות בגוף.

לקבלת מידע נוסף בנושא מגמת הנדסה קוונטית בפקולטה להנדסה באוניברסיטת בר-אילן צרו קשר דרך עמוד צור קשר ונחזור אליכם בהקדם.

 

  לקבלת מידע נוסף:

Phone number טל: 03-5317733 שלוחה 1

link to whatsup

052-8745042    WhatsApp: 052-3956306
Email Icon Engineering.Faculty@biu.ac.il
Facebook Logo https://www.facebook.com/Engineering.biu