השניים הוכרו על שורת פריצות דרך שהפכו את מכניקת הקוונטים לבסיס חדש לעיבוד מידע, ובהן פרוטוקול BB84, קריפטוגרפיה קוונטית, טלפורטציה קוונטית ופיתוח התחום כולו כענף מדעי עצמאי.
האיגוד האמריקאי למחשוב ACM הודיע כי פרס A.M. Turing לשנת 2025 יוענק במשותף לצ'רלס ה' בנט מ-IBM Research ולז'יל בראסאר מאוניברסיטת מונטריאול. לפי הודעת הארגון, השניים זכו בפרס על תפקידם המרכזי בהנחת היסודות של מדע המידע הקוונטי ועל תרומתם לשינוי הדרך שבה חוקרים מבינים חישוב, תקשורת ומידע. פרס טיורינג נחשב לפרס היוקרתי ביותר בתחום המחשוב, והוא מלווה במענק של מיליון דולר במימון גוגל. (acm.org)
ההכרזה חשובה לא רק בגלל זהות הזוכים, אלא גם בגלל סוג ההישג שהפרס מכיר בו. במשך שנים רבות, מכניקת הקוונטים נתפסה בעיקר כמסגרת להבנת החומר בקנה מידה זעיר. בנט ובראסאר היו בין החוקרים הראשונים שהראו שאותם אפקטים קוונטיים יכולים לשמש גם כמשאב חישובי ותקשורתי: לא רק לתאר את הטבע, אלא לבצע בעזרתו משימות שמחשוב קלאסי אינו מסוגל להבטיח באותה צורה. במובן הזה, הפרס אינו רק מחווה לשני מדענים בולטים, אלא גם הכרה רשמית בכך שמדע המידע הקוונטי הפך מתחום רעיוני לשדה מרכזי במדעי המחשב והפיזיקה. זו גם, לפי IBM, הפעם הראשונה שפרס טיורינג מזוהה ישירות עם מחקר קוונטי. (IBM Newsroom)
בנט, יליד 1943, הגיע לנושא מזווית לא שגרתית. הוא למד ביוכימיה באוניברסיטת ברנדייס והמשיך ללימודים מתקדמים בהרווארד, שם החל להתעניין בקשר בין חישוב לבין חוקי הפיזיקה. לפי IBM, שתי השפעות מוקדמות עיצבו את מסלולו: עבודתו של סטיבן ויזנר על "כסף קוונטי" שלא ניתן לזיוף, והרעיונות של רולף לנדאואר, שטען כי מידע איננו מושג מופשט בלבד אלא גודל פיזיקלי הכפוף לחוקי הטבע. כבר בראשית שנות השבעים בנט רשם לעצמו את הביטוי "תורת המידע הקוונטית", שנים רבות לפני שהתחום הפך למיינסטרים מדעי.
אחת התרומות המוקדמות והעמוקות ביותר של בנט קדמה אפילו למהפכה הקוונטית עצמה. במאמר מ-1973 על הפיכות לוגית של חישוב, הוא הראה שחישוב אינו חייב, עקרונית, להיות כרוך תמיד באיבוד אנרגיה כפי שרבים הניחו. הרעיון הזה חיבר בין מדעי המחשב, תרמודינמיקה ותורת האינפורמציה, וסייע לבסס את ההבנה שמידע הוא ישות פיזיקלית. זהו צעד תיאורטי שנראה מופשט, אך הוא תרם ליסודות שעליהם צמח בהמשך כל תחום המידע הקוונטי.
השותפות עם בראסאר החלה ב-1979, בכנס במדעי המחשב בפוארטו ריקו. בתוך כמה שנים היא הולידה את אחת הפריצות החשובות ביותר בתחום: פרוטוקול BB84, שהוצג ב-1984 והפך לפרוטוקול המעשי הראשון בקריפטוגרפיה קוונטית. הרעיון היה מהפכני בפשטותו: שני צדדים יכולים להקים מפתח סודי משותף כאשר הביטחון אינו נשען על הקושי לפצח חישוב מסוים, אלא על חוקי הפיזיקה עצמם. כל ניסיון האזנה משנה את המצב הקוונטי של האותות ומשאיר עקבות. זה היה אחד המקרים הראשונים שבהם הוכח שמכניקת הקוונטים אינה רק מגבלה על טכנולוגיה, אלא גם מקור ליכולת חדשה.
הישג חשוב נוסף היה המעבר מהרעיון אל המעבדה. לפי IBM, בנט, יחד עם תלמיד הקיץ ג'ון סמולין ובהמשך עם בראסאר, בנה במשרדו את המתקן הראשון להדגמת קריפטוגרפיה קוונטית, וב-1989 בוצעה ההדגמה הראשונה של BB84 באמצעות מערכת באורך כשני מטרים שכללה מראות, מקטבים וגלאי פוטונים. כמה שנים לאחר מכן היה בנט שותף גם למחקר המכונן מ-1993 על טלפורטציה קוונטית, שהראה כיצד ניתן להעביר מצב קוונטי לא ידוע בעזרת שזירה ותקשורת קלאסית. בהמשך הוא תרם גם לרעיונות כמו זיקוק שזירה, שנחשבים היום לאבני יסוד של רשתות קוונטיות עתידיות.
מצדו של בראסאר, הפרס מסמן גם שיא בקריירה ארוכה בקריפטוגרפיה ובמדעי המחשב התיאורטיים. אוניברסיטת מונטריאול הדגישה כי הוא היה מחלוצי הקריפטוגרפיה הקוונטית כבר משלהי שנות השבעים, וכי לצד BB84 הוא היה שותף גם לעבודות היסוד על טלפורטציה קוונטית. בראסאר עצמו אמר עם קבלת הפרס שההכרה מדגישה את חשיבותו של מחקר יסודי המונע מסקרנות לגבי הדרך שבה היקום פועל. נשיא ACM, יאניס יואנידיס, תיאר את בנט ובראסאר כחוקרים ששינו מן היסוד את ההבנה שלנו לגבי מידע.
ל-IBM יש בהכרזה גם ממד סמלי. בנט הוא הזוכה השביעי המזוהה עם החברה בפרס טיורינג, אחרי שורה של שמות מרכזיים בתולדות המחשוב בהם ג'ון באקוס, אדגר קוד ופרנסס אלן. IBM גם קושרת את ההכרזה למאמציה הנוכחיים בתחום המחשוב הקוונטי, כולל ארכיטקטורה קוונטית-היברידית ותוכנית להקים בהמשך העשור מחשב קוונטי סובל שגיאות בקנה מידה גדול. אבל גם אם החברה מבליטה בצדק את ההמשכיות הזאת, עיקר המשמעות של הפרס נמצא במקום אחר: הוא ניתן על רעיונות יסוד שנולדו עשרות שנים לפני היישומים המסחריים, ושינו את מסלול ההתפתחות של התחום כולו.
בשורה התחתונה, פרס טיורינג של 2025 אינו רק פרס אישי לשני חוקרים ותיקים. זהו ציון דרך היסטורי עבור תחום שלם. בנט ובראסאר הראו שאם לוקחים ברצינות את חוקי הקוונטים, מקבלים לא רק פיזיקה מוזרה אלא גם שפה חדשה להצפנה, לתקשורת ולחישוב. כל מי שמדבר היום על רשתות קוונטיות, על הצפנה חסינה לעידן שאחרי-שׁוֹר, או על מחשבים קוונטיים שימושיים, עושה זאת על בסיס היסודות שהם עזרו להניח.
עוד בנושא באתר הידען:
