أظهرت Google Quantum AI تقنية تُسمى «استزراع الحالات السحرية» على معالج Willow، وأفادت بخفض معدلات الخطأ 40 مرة مقارنة بالحالات غير المستزرعة، وتحقيق موثوقية منطقية بنسبة 99.99% لحالات T. وتستهدف النتيجة أحد أكثر أجزاء الحوسبة الكمومية المتحملة للأخطاء تكلفةً: إنتاج الموارد الكمومية عالية الجودة اللازمة لتشغيل الخوارزميات المفيدة بصورة موثوقة.
لا يعني هذا التج experiment أن آلة قادرة على كسر تواقيع العملات المشفرة أو تشفير الإنترنت الحديث قد ظهرت. وقال باحثو Google إن الأمر سيتطلب تجارب أكبر قبل استخدام الاستزراع في حاسوب كمي عملي متحمل للأخطاء. ومع ذلك، تضيف نتيجة Willow دعماً تجريبياً إلى طريقة موفرة للموارد كان تقييمها يعتمد في السابق إلى حد كبير على النظرية والمحاكاة.
اختبار Willow يستهدف عنق زجاجة رئيسياً في الحوسبة
الحالات السحرية هي حالات كمومية مُعدّة خصيصاً تتيح إجراء عمليات تتجاوز المجموعة المحدودة التي يمكن تنفيذها بكفاءة في العديد من الأنظمة الكمومية المصححة للأخطاء. وترتبط خصوصاً ببوابات T، وهي فئة من العمليات الكمومية اللازمة للحوسبة الكمومية العامة.
لطالما كان متوقعاً أن يستهلك إنشاء تلك الحالات بمعدل خطأ منخفض بما يكفي حصة كبيرة من البتات الكمومية الفيزيائية ووقت التشغيل في آلة متحملة للأخطاء. وقالت Google Quantum AI إن بعض تقديرات الموارد خصصت ما يصل إلى 95% من سعة الحاسوب الكمي لإنتاج الحالات السحرية، مما يترك عتاداً قليلاً نسبياً للخوارزمية التي يريد المستخدم تشغيلها فعلياً.
يهدف استزراع الحالات السحرية إلى تقليل هذا العبء من خلال عملية ترشيح. فبدلاً من إنتاج حالة محمية بالكامل فوراً داخل شفرة كمومية كبيرة، تبدأ الطريقة بحقن حالة أكثر ضجيجاً في قسم أصغر من المعالج. ثم تتحقق قياسات منسقة من وجود أخطاء في الحالة. وتُستبعد المحاولات الفاشلة، بينما تُحوّل المحاولات الناجحة إلى ترميز أكبر وأكثر متانة.
يشبه هذا النهج مراقبة الجودة على خط إنتاج: إذ تُنفق الموارد على تحديد المخرجات المعيبة مبكراً، قبل أن تدخل مراحل المعالجة الأعلى تكلفة بكثير. والمقابل هو ضرورة رفض بعض المحاولات، لكن التشغيل الناجح قد يتطلب موارد أقل بكثير من الطرق التقليدية لإنشاء حالة سحرية بالموثوقية نفسها.
بدأ باحثو Google كريغ غيدني ونوح شوتي وكودي جونز تطوير نهج الاستنبات في عام 2024. واقترح عملهم أن شيفرة كمومية صغيرة ومدارة بعناية يمكن أن تنتج حالة أنظف قبل توسيعها إلى شيفرة تصحيح أخطاء أكبر، اللازمة لمعالج متحمل للأخطاء.
قالت Google إن إجراء تغييرات على الأجهزة والهندسة كان ضرورياً لتحويل الفكرة إلى عرض توضيحي قائم على Willow. وتعني الدقة المنطقية المعلنة البالغة 99.99% أن حالة T الناتجة طابقت حالتها الكمومية المقصودة، مع معدل خطأ منطقي مقاس منخفض جداً. وفي الحوسبة الكمومية المتحملة للأخطاء، تكون الدقة المنطقية أهم من أداء أي كيوبت فعلي منفرد، لأن الآلات المفيدة يجب أن تكبح الأخطاء عبر العديد من المكونات التي تعمل معاً.
تقدير أفضل للموارد، وليس عدّاً تنازلياً إلى Q-day
يؤثر هذا التطور في اقتصاديات بناء حواسيب كمومية كبيرة بصورة مباشرة أكثر من تأثيره في المخاطر التشفيرية قصيرة الأجل. وإذا أمكن إنتاج الحالات السحرية باستخدام عدد أقل من الكيوبتات وجولات أقل من تصحيح الأخطاء، فقد يتمكن الباحثون من تقليص حجم الآلات المطلوبة لبعض أعباء العمل المتحملة للأخطاء.
قد يحسن ذلك عملية التخطيط لدى فرق الأجهزة الكمومية، لكنه لا يثبت أن المكونات المتبقية لحاسوب كمومي ذي صلة بالتشفير أصبحت جاهزة. فآلة قادرة على مهاجمة أنظمة المفتاح العام المستخدمة على نطاق واسع ستحتاج إلى الجمع بين كيوبتات منطقية موثوقة، ودوائر عميقة مصححة الأخطاء، ونطاق حوسبة هائل، وتشغيل مستمر. وتجربة الاستنبات التي أجرتها Google تتناول أحد المكونات الصعبة في تلك المنظومة.
ربط نيك كارتر، الشريك المؤسس لشركة Castle Island Ventures، توقعات الحوسبة الكمومية الأسرع جزئياً بالتقدم المدعوم بالذكاء الاصطناعي في تصحيح الأخطاء، مع قوله إنه لا يوجد تهديد وشيك للأنظمة التشفيرية. ويرى أليكس برودن، الرئيس التنفيذي لشركة Project Eleven المتخصصة في الأمن الكمومي، أن نتيجة Google لا تعني بالضرورة تقديم التقديرات الخاصة بـ Q-day — وهي النقطة التي قد تتمكن عندها الحواسيب الكمومية من كسر تشفير المفتاح العام المستخدم حالياً — لأن الاستنبات كان مشمولاً بالفعل في افتراضات الموارد السابقة. ووفقاً لهذا التصور، تجعل التجربة تلك الافتراضات أكثر مصداقية بدلاً من أن تغير الجدول الزمني فجأة.
لا تزال الجداول الزمنية غير مؤكدة. سبق أن قالت Google إنها تهدف إلى نقل أنظمتها الخاصة إلى التشفير ما بعد الكم بحلول عام 2029. وقد توقعت بعض التقديرات في القطاع ظهور قدرات كمّية ذات صلة بالتشفير في وقت مبكر من عام 2028، رغم أن هذه التواريخ تظل توقعات وليست إنجازات تقنية تحققت بالفعل.
تتمحور مخاطر العملات المشفرة حول التوقيعات
بالنسبة إلى شبكات العملات المشفرة، تتمثل المشكلة الرئيسية طويلة الأمد في التوقيعات الرقمية. تستخدم Bitcoin وEthereum والعديد من الشبكات الأخرى تشفير المنحنيات الإهليلجية لإثبات أن المعاملة قد أُجيزت من مالك مفتاح خاص. ومن الناحية النظرية، يمكن لحاسوب كمّي قوي بما يكفي ويتحمل الأخطاء أن يستخدم خوارزمية Shor لاستخراج مفتاح خاص من مفتاح عام مطابق بكفاءة أعلى بكثير مما يستطيع حاسوب تقليدي.
يختلف هذا الخطر عن محاولة التخمين بالقوة الغاشمة للمفاتيح الخاصة. ويعكس معدل التجزئة في Bitcoin، الذي يُقاس غالبًا بالإكساهاش أو الزيتاهاش في الثانية، حجم العمل الحسابي المخصص للتعدين وتأمين إنتاج الكتل وفق قواعد إثبات العمل الخاصة بها. ولا يوفر هذا المعدل حماية مباشرة لأنظمة التوقيع من هجوم كمّي مستقبلي يعتمد على اختصار رياضي.
كما ستختلف المخاطر العملية بحسب نوع العنوان وسجل المعاملات. ففي Bitcoin، تُكشف المفاتيح العامة عادةً عند إنفاق الأموال من العديد من تنسيقات العناوين الشائعة. وقد تواجه العملات الموجودة في عناوين لم تُكشف مفاتيحها العامة قط مستوى مختلفًا من المخاطر إلى أن تُنقل. وسيتعين على أي خطة للانتقال مراعاة هذه الاختلافات التقنية، إلى جانب احتمال وجود أموال غير نشطة أو يتعذر الوصول إليها.
سيتطلب الانتقال إلى نظام مقاوم للكم تطوير البروتوكول، ودعم المحافظ، وإجراء الاختبارات، وتنسيق المستخدمين، ووضع طريقة لنقل الأموال إلى أنظمة توقيع جديدة. وقد تتطلب التغييرات الرئيسية في القواعد انقسامًا لينًا أو انقسامًا صلبًا أو أي اتفاق آخر على مستوى الشبكة، بحسب تصميمها. وتحمي التخزينات الباردة المفاتيح الخاصة من العديد من التهديدات التقليدية عبر الإنترنت، لكنها لا تحول بمفردها توقيعًا تشفيريًا معرضًا للخطر إلى توقيع مقاوم للكم.
توفر المعايير أساسًا للانتقال
بدأت الأدوات الدفاعية تتخذ شكلًا أكثر رسمية. فقد أنهى المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتقنية وضع أول معايير التشفير ما بعد الكم في عام 2024: المعيار FIPS 203 لآلية تغليف المفاتيح ML-KEM، والمعيار FIPS 204 للتوقيعات الرقمية ML-DSA، والمعيار FIPS 205 للتوقيعات المعتمدة على التجزئة SLH-DSA.
توفر هذه المعايير خوارزميات معتمدة للمؤسسات التي تستبدل أنظمة المفتاح العام المعرضة للخطر في مجالات مثل الاتصالات الآمنة، ومصادقة البرمجيات، والبنية التحتية المالية. لكنها لا تحل تلقائيًا خيارات التصميم التي تواجهها الشبكات اللامركزية، إذ يتعين عليها الموازنة بين حجم المعاملات، وتكاليف التحقق، والتوافق، وتجميع التوقيعات، وحوكمة الإجماع.
لذلك، يفرض عرض جوجل Willow ضغطًا أكبر على التخطيط للانتقال طويل الأمد مقارنةً بإثارة مخاوف فورية في السوق. فقد أسهم إعداد الحالات السحرية في تقليل عبء تقني مهم ضمن خارطة طريق الحوسبة الكمومية المتحملة للأخطاء، بينما لا تزال المسافة بين نتيجة مخبرية وآلة قادرة على تهديد التشفير المستخدم فعليًا كبيرة.
هل تشعر بالقلق من التهديدات الكمومية للعملات المشفرة؟ عزز استراتيجيتك من خلال دليلنا حول التوقيعات الرقمية وكيفية عملها.
إخلاء المسؤولية: يُقدَّم المحتوى الموجود في هذه الصفحة لأغراض إعلامية عامة فقط، ولا يمثل آراء Toobit أو نصائحها المالية. لا نقدم أي ضمانات بشأن دقة هذه المعلومات أو اكتمالها، ولا نتحمل المسؤولية عن أي أخطاء أو سهو أو نتائج ناتجة عن استخدامها. ينطوي الاستثمار في الأصول الرقمية على مخاطر؛ وينبغي للمستخدمين تقييم أوضاعهم المالية والمخاطر ذات الصلة بشكل مستقل. لمزيد من التفاصيل، يُرجى الرجوع إلى شروط الخدمة و إفصاح المخاطر.
