تشكل اختراقات الحوسبة الكمومية مخاطر وشيكة على الأمن السيبراني

من الممكن أن يتفاجأ العالم بالقراصنة الكميين قبل نهاية هذا العقد، أي في وقت أقرب بكثير مما كان متوقعًا. هذه هي الرسالة المستفادة من دراستين نُشرتا بشكل مستقل في 30 مارس، إحداهما ورقة بيضاء أجراها فريق في Google¹ والآخر طبعة أولية من Oratomic²، وهي شركة ناشئة في باسادينا، كاليفورنيا.

من المعروف منذ زمن طويل أن التقنيات الرقمية التي تعتمد على أساليب التشفير والمصادقة – مثل أنظمة بطاقات الائتمان، والعملات المشفرة، والاتصالات عبر الإنترنت – عرضة للحواسيب الكمومية المستقبلية. وذلك لأن الآلات ستكون قادرة على اختراق الإجراءات الأمنية بشكل أسرع حتى من أكبر أجهزة الكمبيوتر العملاقة التقليدية.

لكن الافتراض السائد بين الباحثين وشركات الأمن السيبراني العاملة عليه تقنيات التشفير الكمي لقد كان أن هذه الآلات لن تصبح خطيرة تهديد للأمن الرقمي ل عشر سنوات على الأقل.

يقول جينتاي دينج، عالم الرياضيات في جامعة تسينجهوا في بكين، إن الدراستين، اللتين تشيران إلى أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية القادرة على كسر أنظمة التشفير الحالية يمكن أن تصبح متاحة قريبًا، قد خلقتا شعورًا بـ “الحاجة الملحة المتجددة”. يقول دينج: “أثارت النتائج “العديد من المناقشات بين الأشخاص الذين أعرفهم، بدءًا من الأكاديميين إلى المصرفيين والأشخاص الذين يهتمون بالعملات المشفرة”.

ويقول باس فيستربان، عالِم الرياضيات في شركة كلاودفلير لخدمات الإنترنت، ومقرها في سان فرانسيسكو بكاليفورنيا، والتي تساعد على حماية ربع حركة المرور على الإنترنت في العالم: «إنها صدمة حقيقية لنا أيضًا». “ما زلنا نستوعب الأمر، لكننا قلقون للغاية.”

في أ مشاركة مدونة في 1 أبريلويصف سكوت آرونسون، الباحث في مجال الحوسبة الكمومية بجامعة تكساس في أوستن، الدراسات، التي لم تتم مراجعتها بعد، بأنها “قنابل الحوسبة الكمومية”.

عدد أقل من الكيوبتات

توضح النسخة الأولية التي نشرتها شركة Oratomic، وهي فرع من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، الموجود أيضًا في باسادينا، طريقة لتقليل كمية الحوسبة الكمومية المقدرة اللازمة لاختراق نوعين من تقنيات الأمان الشائعة. ويستفيد هذا النهج من نقاط القوة في نوع من الحوسبة الكمومية التي تستخدم الذرات المحاصرة بالليزر، ويجمع بين عدد من التطورات الأخيرة في البرمجيات والأجهزة الكمومية.

أضاف المؤلفون أيضًا تحسيناتهم الخاصة لإظهار أن اختراق تقنية مفتاح الأمان الشائعة المسماة P-256 – لأنها تعتمد على مفاتيح يبلغ طولها 256 بت – قد يتطلب ما لا يقل عن 10000 كيوبت. هذه هي وحدات المعلومات الكمومية التي تحل محل أجزاء أجهزة الكمبيوتر العادية.

أخيرًا، ستكون أجهزة الكمبيوتر الكمومية مفيدة: ما وراء الثورة

يقول دوليف بلوفستاين، الذي شارك في تأسيس شركة أوراتوميك، وأحد مؤلفي التحليل: “لقد تجولت وألقيت محاضرات قائلًا إنك بحاجة إلى ملايين الكيوبتات” لاختراق التكنولوجيا الأمنية. لم يتوقع الفريق أن يكون تقديره أقل بكثير من الحكمة المقبولة. يقول بلوفشتاين: “لقد فوجئنا تمامًا”.

يقول جينس إيزرت، عالم فيزياء الكم في جامعة برلين الحرة: “إن البحث الذي قدمته أوراتوميك مثير للغاية” من وجهة نظر تطوير الحوسبة الكمومية. ويقول إن التقنيات التي يصفها، خاصة للحد من الأخطاء الحسابية، يمكن أن تمكن أجهزة الكمبيوتر الكمومية القائمة على الذرة من حل مجموعة واسعة من المشاكل، بدلا من استخدامها فقط في القرصنة الكمومية.

يقول ألكسندر دوفين، عالِم الفيزياء في شركة باسكال للحوسبة الكمومية في باريس: “من المثير أيضًا أن نرى كيف يمكن لهذه الأفكار الجديدة تسريع التطبيقات التي تتجاوز التشفير، في مجالات مثل علم المواد، والتعلم الآلي، والتحسين”.