המפגש על חוף הים שהצית את הרעיון והחברה המובילה במחשוב קוונטי שהוקמה בעקבותיו

בסוף החודש שעבר רשמה חברת הסטארט־אפ קוונטום משינס (Quantum Machines) את גיוס ההון הגבוה ביותר לחברת קוונטום ישראלית, תחום מדעי שיישומיו המסחריים נמצאים עוד בראשיתם.

● ראיון | הרופאה שפורצת דרך בחקר הפוריות: "לא יודעים כלום"
● מנבא את הזוכים בנובל: מי קיבל השנה את פרס וולף?

החברה, שעובדיה מכנים אותה בקיצור: QM, גייסה 170 מיליון דולר בסיבוב שביקוש המשקיעים בו היה כה גדול, עד כי רבים מהם נותרו בחוץ, ומייסדי החברה, עובדים שהצטרפו בשלב מוקדם לחברה וחברי הנהלה בכירה, שוכנעו למכור מניות באופן אישי בסכום של 20 מיליון דולר, סיבוב מניות שניוני נדיר לחברה בשלב צעיר שכזה.

למרות שהחברה איננה מסגירה את רוב הפרטים הפיננסיים בעסקה, לגלובס נודע כי שוויה של החברה עמד לאחר הגיוס ב־670 מיליון דולר, מה שמקנה לה, ככל הנראה, מעמד של חברת הקוונטום בעלת השווי הגבוה בישראל.

את הסיבוב הובילה PSG, המיוצגת בישראל על ידי אנשי ויולה לשעבר רותם שחם ורונן ניר, קרן שמתמקדת בחברות בעלות שיעור צמיחה משמעותי בשורת ההכנסות, דבר שמעיד על כך ש־QM כבר איננה סטארט־אפ צעיר עתיר סיכונים. להפך, בחברה יוצרים את הרושם כי היא נטועה עמוק בשוק שלה ומבוססת כלכלית, זאת על אף התדמית הנסיונית שנוצרה לשוק הקוונטום - כאילו מדובר בתחום תאורטי שאיננו מפיק הכנסות - תדמית שהוקצנה על ידי דבריו של מנכ"ל אנבידיה ג'נסן הואנג, שאמר בחודש ינואר כי יעברו עוד לפחות 15 שנה עד השקת המחשב הקוונטי המסחרי הראשון.

"העולם עדיין לא מוכן"

מחשב קוונטי הוא ככל הנראה קפיצת הדרך הטכנולוגית הבאה בהתפתחות המחשוב, וענקיות כמו גוגל, מיקרוסופט, אמזון ו־IBM הבינו זאת - הן נמצאות במרוץ חימוש לפיתוח מחשב קוונטי יעיל, כזה שיעלה על יכולות מחשבי העל העוצמתיים ביותר המופעלים על ידי שבבי אנבידיה.

הקושי נמצא באתגר שבאים המחשבים הללו לפתור: לנצל את התכונה המפתיעה של חלקיקים מיקרוסקופיים כמו יונים, חלקיקי האטום, או פוטונים היוצרים את גלי האור, למחשוב עוצמתי במיוחד. על פי תאוריית המכניקה הקוונטית שנוסחה לפני 101 שנה, חלקיקים זעירים מאוד כמו גלי אור או יונים יכולים להימצא במקביל בשני מקומות בעת ובעונה אחת, כפי שמטבע המסתובב במהירות מראה את שני צדדיו תוך כדי תנועה.

מי שידע לנצל את התכונה הזו של חלקיקים זעירים יוכל לשפר באופן מעריכי את יכולת החישוב של המחשב הקלאסי, שמוגבל כיום לביטים בלבד, כלומר לחלקים בעלי שני מצבים, "1" או "0", המאופיינים על ידי מתחים חשמליים משתנים. במקום שני מצבים, חלקיקי הקוונטום יוכלו לייצג את כל מה שנמצא ברצף בין אפס לאחד, ולבצע כמות חישובים גדולה בהרבה מהביט הסטנדרטי, ובמקום לעשות זאת באופן טורי - אחד אחרי השני - כפי שעובד המחשב הרגיל, המחשב הקוונטי יוכל לעבד את כל המידע הזה באופן מקבילי, בו־זמנית באותו הרגע.

זו הסיבה שפיתוח מולקולת תרופה חדשה תתקצר מתהליך של שנים לדקות - באמצעות ניסוי וירטואלי שייערך בתוככי המחשב, שיחשב את כל האפשרויות להיתכנות המולקולה ולתגובות שהיא תיצור במקביל עם מולקולות אחרות. חלקיק אחד כזה המייצג כמה מספרים בעת ובעונה אחת מכונה "קיוביט", יחידת העיבוד הזעירה ביותר במחשב הקוונטי, המקבילה ל"ביט" במחשב הקלאסי.

ד"ר איתמר סיון, מנכ"ל החברה ואחד ממייסדיה מתרעם כשהוא שומע את הטענה כאילו עדיין לא נוצרו מחשבים קוונטיים יעילים. "המחשבים הללו עובדים, ויש להם קהל גדול שכבר היום עושה בהם שימוש עם פוטנציאל שוק של מיליארדים. תיכנס לכל שירות ענן גדול ותמצא שירות מחשוב קוונטי, או למעבדות הלאומיות הגדולות. חוקרים שמתנסה היום במחשבי על (HPC) של אנבידיה, אינטל או דל משתמשים גם במחשבים קוונטים".

המחשוב הקוונטי נשאר במעבדות, אבל מנכ"ל אנבידיה נשאל, ובצדק, מתי הוא יגיע לבנקים, לחברות הביטוח והתרופות, כך שיוכלו להפיק מהם הכנסות משמעותיות?
סיון: "זה ייקח עוד זמן, אבל לא הרבה זמן, אלא שנים ספורות להערכתי. אני מסכים עם מנכ"ל אנבידיה בכך שעדיין אין בשוק מחשב קוונטי עוצמתי לפי הספר, כזה שמריץ חישובים שהיו לוקחים מיליארדי שנים בדקות ספורות, או כזה שפורץ את כלי אבטחת המידע הנפוצים בקלי קלות. וטוב שכך - העולם עדיין לא מוכן לכך. אם למדינות היו היום אפשרויות כאלה, אפשר היה להשתמש בכך לייצר סכנות רבות וההשלכות היו אינסופיות. בסוף, המחשוב הקוונטי יתקדם באופן הדרגתי - לא נתעורר בוקר אחד ויהיה לנו את כל הכוח בעולם. אם אלן טיורינג, שהביא לעולם את המחשב הראשון היה מביא לנו בבת אחת מחשב עם בינת־על, בינה מלאכותית כה מתקדמת, האנושות הייתה משמידה את עצמה. אנחנו חייבים להתקדם לאט לאט".

המחסום הגדול

בחודשים האחרונים נראה כי חלה התעוררות בשוק הקוונטי, עם מעבדי מחשוב חדשים שהושקו חדשות לבקרים על ידי ענקיות כמו IBM, מיקרוסופט וגוגל. אך האמת היא שברובם לא ניתן לעשות שימוש משמעותי, והם עדיין מהווים הוכחת היתכנות יותר מאשר מוצר מסחרי נמכר.

הקושי להפעיל את אותם קיוביטים, יחידות העיבוד הבסיסיות של המחשבים הקוונטיים, הוא עצום בשל התנאים הקיצוניים שהם נדרשים לעמוד בהם - למשל, הזזה של יונים מיקרוסקופיים בטמפרטורה של 270 מעלות מתחת לאפס. בנוסף, לא הוכחה דרך אחת לבניית מחשב קוונטי, ומגוון חברות מנסות לבנות מחשב כזה בטכנולוגיות שונות: בעוד שגוגל, אמזון ו־IBM בונות מחשבים באמצעות שימוש במוליכי־על, במיקרוסופט עושים זאת באמצעות שבב המבוסס על רשת ננומטרית וחצאי חלקיקים הרצים בתוכם, שיטה המכונה "טופולוגית". חברה כמו פסייקוונטום עושה שימוש בפוטונים, ואילו IonQ, אחת מחברות הקוונטום הבולטות בשוק ההון, בונה מחשב קוונטי המתבסס על יונים כלואים.

כך, המעבדים הקוונטיים עדיין לא הוכיחו כי הם יעילים יותר ממחשבי העל החזקים ביותר של אנבידיה כיום. שיעור השגיאות הגדול של אותם קיוביטים מהווה את המכשול הגדול ביותר בפני כניסת ענקיות הטכנולוגיה לשוק, וסביב הניסיון לתקן אותם צמחה תעשיית צד שהפכה לאחת הצומחות, כמה מהבולטות שבהן פעילות בישראל.

אחת מהן, למשל, היא קדמה (Qedma) של יוצאי האוניברסיטה העברית והטכניון, שמנסה לפתור את האתגר באמצעות תוכנה: היא פיתחה אלגוריתמים המאפשרים לנקות את הרעשים בקיוביטים באמצעות מנגנון מבוסס על שיפור של מדידות הנערכות לאורך זמן אחת אחרי השניה, כך שהחישוב נעשה אמנם באופן מעט יותר איטי, אך משיג רמת דיוק גבוהה מהממוצע בתעשייה.

גם קוונטום משינס פועלת לתיקון השגיאות במעבדים הקוונטיים, אך היא מגיעה מכיוון אחר: היא פיתחה מעבד משלה שמתקשר עם המחשבים הקוונטיים ומסוגל לשלוח פקודות חזרה המסייעות לכיול החלקיקים המיקרוסקופיים, כך שיפעלו לפי ההוראות שהם מקבלים ולא יסטו מהם.

וכאן טמון היתרון ב־QM: במקום להמר על בניית מחשב קוונטי, משימה מסוכנת מבחינה כלכלית, בתעשייה שבה עדיין לא ברור האם המחשב הקוונטי המנצח יגיע מפוטונים, יונים או אטומים, קוונטום משינס עובדת עם כולם, בדומה לאסטרטגיה של אנבידיה במחשוב הקוונטי. אנבידיה לא מפתחת מחשב קוונטי אלא בונה מערכת תוכנה שעליה ניתן לפתח יישומים קוונטיים, והיא יודעת להתחבר לכל מחשב קוונטי שהוא.

QM נזהרת מלפרט מיהם לקוחותיה, אך בכיריה טוענים שהיא החברה המובילה בקטגוריה, ובעבר כבר הכריזה על שיתופי פעולה מסקרנים עם ריגטי, אחת מחברות הקוונטום הבולטות בשוק ההון, ועם אנבידיה: שתיהן מספקות לחברות שמתקינות מחשבים קוונטיים מערכות לניהול ענן ותיקון שגיאות. לפי ההערכה, מחזיקה QM ביותר ממחצית שוק החברות שמפתחות מחשבים קוונטיים כלקוחותיה, יותר משאר המתחרות: KeySight האמריקאית ו־Rohde & Schwarz הגרמנית. "QM זה הצוות הכי גדול והכי ממומן בקטגוריה בפער מהמתחרות - טכנולוגית ומסחרית", אומר סיון. "והגיוס שסגרנו יאפשר לנו להגדיל את הפער הזה".

נקודת רתיחה

שוק הקוונטום הגיע לנקודת רתיחה אמנם רק לקראת סוף השנה החולפת, כאשר גם תעודות סל העוקבות אחר מניות קוונטום רשמו שיאי צמיחה, אחת מהן היא QTUM עם צמיחה של קרוב ל־60% בשנה שעברה. אך המצב היה רחוק מכך ב־2018, כאשר הוקמה QM. "בישראל הסתכלו עליך בתור חייזר כשבאת לגייס כסף", אומר סיון. "שאלו אותנו מה זה בדיוק הדבר הזה, מחשוב קוונטי, ראו בזה בתור טכנולוגיית דיפ־טק שעוד רחוקה מבשלות ואמרו לנו: תחזרו עוד 30 שנה - אבל כשקיבלנו התחייבות מהמשקיעה הראשונה, רונה שגב מקרן TLV Partners, כולם רצו להצטרף אליה ואת הסיבוב הראשון סיימנו עם משקיעים שנותרו מחוץ לסיבוב כי לא היה מקום. לא היינו זרים בנוף - כל המשקיעים הכירו אותנו". סיבוב הגיוס הראשון של החברה, בסך 5.5 מיליון דולר באותה השנה, היה הראשון בישראל בתחום המחשוב הקוונטי.

 מחשב קוונטי במרכז הישראלי למחשוב קוונטי / צילום: Reuters, Dima Karminsky

"פיזיקאים היו במעבדה"

שלושת המייסדים, המנכ"ל ד"ר איתמר סיון, סמנכ"ל הטכנולוגיות ד"ר יונתן כהן, וד"ר ניסים אופק, מהנדס ראשי, הכירו כשהשלימו את תואר הדוקטורט במחשוב קוונטי ואלקטרוניקה קוונטית בפקולטה לפיזיקה במכון וייצמן. מפגש חברי בין כהן לבין חברו הטוב המשקיע לוטן לבקוביץ' מקרן גרוב (שאינו משקיע בחברה) על חוף הים הצית בתוכם את הרעיון להקים חברה. "לוטן שאל אותי: מתי אתה עושה משהו עם הקוונטום הזה שלך", אומר יונתן. "ובאותם ימים פיזיקאים בישראל היו רק במעבדה. מצד שני, התחילו עסקאות הענק בעמק הסיליקון. ריגטי, למשל, גייסה 90 מיליון דולר בהובלת המשקיע החשוב אנדריסן הורוביץ, גוגל פרסמה מחקר פורץ דרך בתחום העליונות הקוונטית, ו־IBM שמו את המחשב הקוונטי שלהם על הענן.

"דווקא הפיזיקאים באקדמיה טענו שהמהפכה הקוונטית רחוקה מלקרות, אבל אז גילינו שד"ר ניסים אופק שהכרנו ממכון ויצמן עשה את עבודת הפוסט־דוקטורט שלו על תיקון שגיאות במחשוב קוונטי. המחקר שלו היה כה פורץ דרך עד כי מהמעבדה שלו באוניברסיטת ייל יצאו חוקרים משפיעים רבים שמצאו את עצמם בענקיות כמו גוגל, ריגטי ו־IBM" .

אופק עזב את המעבדה והצטרף לגוגל כמהנדס תוכנה מן השורה, אבל סיון וכהן הבינו את הפוטנציאל שטמון בטכנולוגיה, ולאחר שיחד עם סיוון הבינו כי מערכות תיקון שגיאות בשוק הפכו די גנריות ובסיסיות, הקימו את קוונטום משינס, תוך שהם הראשונים לזהות את חומרת בעיית תיקון השגיאות במערכות הקוונטיות. "התחלנו לא מגוגל או IBM אלא מלמכור את המוצר שלנו באקדמיה בשנים הראשונות", אומר סיון. תחילה במעבדה של האוניברסיטה העברית, לאחר מכן במכון וייצמן ובטכניון ומשם למעבדות באירופה".

ההתחלה באקדמיה הישראלית נעשתה בתקופה קריטית בה החלה גם המדינה להשקיע במעבדות מחשוב קוונטי ובמענקים למחשבים ומחקרים בתחום. התוכנית הלאומית הישראלית הושקה לתקופה של ארבע שנים וכעת היא נמצאת בסופה, מבלי שתוקצבה להמשך. זאת בהשוואה לתוכנית הקוונטום האמריקאית שהיקפה 4 מיליארד דולר, וכ־5 מיליארד דולר בבריטניה ובגרמניה. סין הקדישה לפיתוח הטכנולוגיה 15 מיליארד דולר על פי ההערכה. "ישראל השקיעה לא מעט כסף, ואולי פחות ממדינות אחרות אבל לנפש מדובר בהשקעה גדולה", אומר סיון. "קיים חסרון לזירה הישראלית בכך שאנחנו מבודדים מאירופה או ארה"ב, אז איננו חלק מגוש חוקרים גדול, אבל יש כאן גישה להון פרטי במידה גדולה יותר מבאירופה ומהנדסים מעולים. ישראל נשרכה מאחור בתחום הקוונטי אבל בעשור האחרון זה השתנה".