J. רוברט אופנהיימר, דמות עומדת בראש הנצחונות של הפיזיקה, מופגנת לעיתים כ- “אדריכל הפצצה האטומית.” ולמרות שההשפעה הישירה שלו על חישובי הקוונטים לא תמיד ברורה, הלקחים שניתקנים מעבודתו מחזיקים משמעות עמוקה עבור ההתקדמויות הנמשכות בתחום החישובים הקוונטיים. התיאור הקולנועי האחרון של חייו ועבודתו של אופנהיימר אינו מספק רק הבהרה על המסלול ההיסטורי של הפיזיקה הגרעינית, אלא מציע גם מסגרת הקשר להבנת התפתחות החישובים הקוונטיים.

תחום השפעו העיקרי של אופנהיימר היה הפיזיקה הגרעינית, אך תרומותיו למכניקת הקוונטים – היסוד המוטה של חישובי הקוונטים – היו רחוקות מלא ערך. עבודת דוקטורט שלו בגרמניה בשנות ה-20 של המאה ה-20, בשיתוף עם מקס בורן, הביאה לפיתוח ההתיחסות בורן-אופנהיימר. ההתיחסות הזו הייתה כלי מרכזי בהרחבת מכניקת הקוונטים מאטומים למולקולות, והיא סימנה את אחת מהמאמרים הנצטטים ביותר שלו וכלי שנמצא בשימוש נרחב גם היום בכימיה קוונטית ופיזיקה קוונטית. ההתמודדות האקדמית המוקדמת שלו עם נאומרים כמו בוהר והיסנברג, במהלך תקופת גילוי מדעי אינטנסיבי, יסדה את היסוד לחישובים הקוונטיים שאנו מכירים היום.

בתפקידו כמנהל לוס אלמוס, הוביל אופנהיימר צוות של אנשי מוחות יצירתיים, רבים מהם תרמו מאוד לחישובי הקוונטים. ביניהם היה ריצ’רד פיינמן, פיזיקאי צעיר באותה תקופה, שהוא כיום מוכר כאחד מחקרני העוקבים של חישובי הקוונטים. ג’ון פון נוימן, חבר נוסף בצוות, תרם באופן משמעותי למדריך הקומפיוטרי והתמודד עם “בעיה המדידה” שתארה כיצד מערכות קוונטיות משנות את מצבן במדידה. אופנהיימר גם שיתף פעולה עם איזידור אייזק רבי, אשר נקרא על שמו תדירות רבי, שהיא חשובה לחישובים של גורמים נייטרליים.

התיאור הספציפי של הנהיגות של אופנהיימר במהלך פרויקט מנהטן מציין את ההשלכות המעשיות של מכניקת הקוונטים. זה מציין גם את האתגרים שחברות חישובי הקוונטים נתקלות בהם היום, כאשר הן מעברות מסביבות אקדמיות לסביבות תעשייתיות ומסחריות. כמו שציין ביוגרפיה של אופנהיימר, “מדענים המשתמשים במשאבים מוגבלים ולמעשה אין להם תקנות זמן כעת צריכים להתאים את עצמם לעולם של משאבים בלתי מוגבלים ותקנות זמן מדויקות.”

הפצצה האטומית, היישום ישיר של הפיזיקה הגרעינית, שינתה באופן לא הפיך את מהלך ההיסטוריה. ההבדל הקוונטי שלה, “יום Q,” מתייחס לתאריך העתידי בו יהיו למחשבים קוונטיים אפשרות לפרוץ את המערכות הקריפטוגרפיות הנוכחיות. הבוא של יום כזה בעתיד יכול להוביל בתיאורטית לפענוח של כל הודעה מוצפנת באמצעות המערכות האלה, מה שיכול לגרום להפסקה קטסטרופית באבטחת התקשורת הדיגיטלית.

יצירת הפצצה הראשונה בשנת 1945 הפעילה מרוץ זרועות גרעיניות בין ארצות הברית ובין האיחוד הסובייטי, שבעקבותיו פותחה טכנולוגיה גרעינית צבאית על ידי מדינות אחרות. היום, אנו עדים ל”מרוץ נשקי הקוונטים” דומה, כאשר מדינות מובילות משקיעות מיליארדים בטכנולוגיות קוונטיות. המדינה הראשונה שתשיג יתרון קוונטי או גבוה קוונטי (דבר הדומה לכחלקות של ארבע אלפי קיוביטים נכונים מיכות באיכות גבוהה) תרכוש שליטה אסטרטגית משמעותית. רבים מהמומחים מציעים השקעות דומות לפרויקט מנהטן בטכנולוגיית הקוונטים. כמו שכתב אדמירל מייק רוג’רס, המנהל הקודם של סוכנות הביטחון הלאומי, “אנחנו במפגש מצוקה. אל נחכה לרגע של ‘ספוטניק קוונטי’. נדיר להגיע לטכנולוגיה חדשה שמעניקה לאלה שיכולים לנצל אותה רמה כזו של כוח.”

בעוד המרוץ הגרעיני היה מבוסס על הרעיון של השמדה משולבת הדדית, הנוף שונה באופן משמעותי כאשר מדובר בחישובי הקוונטים. ההבאת של מחשבים קוונטיים לא מרמזת על סיום בלתי נמנע של התקשורת המאובטחת. למעשה, ניתן להגן נגד איומים קוונטיים פוטנציאליים באמצעות קריפטוגרפיה קלאסית. לדוגמה, מערכות קריפטוגרפיות מבוססות רשתות מציעות הגנה חזקה נגד התקפות קוונטיות. מערכות אלה יכולות להיות משולבות בפרוטוקולים ותוכנה קיימים ביחסית קלות, ועל פי כך הן בחירה פופולרית כהנהגת אמצעי אבטחה עמידים מול סיכונים קוונטיים. זה מדגיש הבדל מרכזי בין תחום הגרעיני לתחום הקוונטי: בעוד הראשון היה מרוץ לשלטון שלא היה לו הגנה אמיתית, האחרון הוא יותר מזרח מאוזן, כאשר התקדמויות בחישובי הקוונטים מתממשקות בצעדים תואמים בקריפטוגרפיה עמידה לקוונטים.

הקרבות האישיים והפוליטיים של אופנהיימר מציעים גם לקהילת החישובי הקוונטי לימודים יקרים. פעילותו לטובת מניע הפיתוח הגרעיני נובעת מתחושה עמוקה להשלטון האתי של ההתקדמויות המדעיות. הזיקה הזו רלוונטית עבור החישובים הקוונטיים של היום, אשר יש בהם הפוטנציאל ליישומים יתרוניים וגם נזקיים, כמו השימוש הפוטנציאלי הלא נכון במחשבים קוונטיים לצורך פריצה למערכות אבטחה או השלכות על עליית הקוונטים. סיפורו של אופנהיימר משמש כתזכורת לצורך תחושת המחויבות להשקיע את התחשבות באתיקה והשלטון החברתי של החישובים הקוונטיים.

בעשורים שחלפו לאחר פרויקט מנהטן, מכון לוס אלמוס הלאומי המשיך לשמש כמרכז לחקר במכניקת הקוונטים ובשנים האחרונות גם בתחום החישוב הקוונטי. היום, חוקרים בלוס אלמוס פועלים בפועל לפיתוח טכנולוגיות חישוב קוונטיות ולחקר היישומים הפוטנציאליים שלהם, בשיתוף פעולה עם מובילי תעשייה לחקור מספר מודליות קוונטיות.

אחד האנקדוטות מספר על זמן בו מסר אופנהיימר הרצאה על מכניקת הקוונטים. במהלך הסבר מורכב, הוא עצר וציטט מ”Le Voyage” של בודלר, ואמר: “אין דבר אחר, אתם יודעים, אלא חלומות”. בזמן שאנחנו ממשיכים לעשות פרסים בחישובי הקוונטים ומחליפים חלומות על פוטנציאלו, נעשה טוב לזכור את סיפורו של אופנהיימר ואת השיעורים שהוא מציע על המימדים האתיים, החברתיים והפוליטיים של התקדמות מדעית.

Never miss breaking news – sign up now to be notified!