أجهزة الكمبيوتر الكمومية: هل ستحدث ثورة في مجال التمويل والأمن السيبراني؟

أجهزة الكمبيوتر الكمومية: هل ستحدث ثورة في مجال التمويل والأمن السيبراني؟

إن أجهزة الكمبيوتر الكمومية على وشك تحقيق اختراق محتمل لديه القدرة على إحداث تغيير جذري في العديد من الصناعات. عالي مجلة تمويل تكنولوجيا المعلومات تقوم الشركات الصناعية بتحديد مشاكل حاسوبية محددة يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية حلها في دقائق، في حين أن أجهزة الكمبيوتر العملاقة الحديثة قد تستغرق آلاف السنين. تتراوح مجالات التطبيق من أبحاث المواد والطب إلى الخدمات اللوجستية وعالم التمويل. ومن المتوقع أن تكون التطبيقات الأولى جاهزة للسوق في غضون عامين إلى ثلاثة أعوام تقريبًا.

يكمن سر الحواسيب الكمومية في ظواهرها الميكانيكية الكمومية مثل التراكب والتشابك والتداخل. توجد الكيوبتات، وهي اللبنات الأساسية الصغيرة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية، في حالات التراكب، مما يعني أنها يمكن أن تأخذ قيمًا متعددة في نفس الوقت. تسمح هذه القدرة للأنظمة التي تحتوي على 56 بتًا كميًا بمعالجة أكثر من 70 كوادريليون حالة. الأنظمة قادرة حاليًا على الحساب بحوالي 100 كيوبت، على الرغم من أن عمر الحالات الكمومية محدود.

مجالات التطبيق والتحديات

وخاصة في صناعة الخدمات المالية، تقود مؤسسات مثل JPMorgan وGoldman Sachs وIBM عملية تطوير التطبيقات العملية. وتشمل هذه، من بين أمور أخرى، محاكاة مونت كارلو لتحسين المحفظة أو اكتشاف الاحتيال في الوقت الفعلي باستخدام الشبكات العصبية الكمومية. ومع ذلك، تشكل الحوسبة الكمومية أيضًا مخاطر كبيرة على أمن البيانات. وعلى وجه الخصوص، فإن تشفيرات RSA وECC المستخدمة في طرق التشفير الحديثة معرضة للخطر. يوضح أحد الأمثلة هذا التهديد: قد يستغرق التحليل الأولي لشفرة RSA ذات 2048 بت 100000 سنة مع أجهزة الكمبيوتر التقليدية، ولكن أقل من دقيقتين مع جهاز كمبيوتر كمي عند 80 بت كمي مستقر، كما هو موضح في الشكل. إي تم الإبلاغ عن ذلك.

يمكن أن تتضمن الحلول الممكنة للتأمين ضد هذه التهديدات أرقامًا عشوائية معتمدة للمفاتيح الآمنة الكمومية، والتشفير ما بعد الكمي، وتبادل المفاتيح الكمومية (QKD). وقد أنشأت دول مثل الصين وكوريا بالفعل شبكات التوزيع الكمي الكمي، في حين انضمت ألمانيا الآن إلى السباق الكمي. تخطط شركة eleQtron لتطوير أول حاسوب كمي في ألمانيا في عام 2024.

التكنولوجيا والنظرة المستقبلية

لا يزال اختيار التكنولوجيا لأجهزة الكمبيوتر الكمومية مثيرًا؛ هناك طرق مختلفة مثل الكيوبتات فائقة التوصيل، والذرات المحايدة، أو الكيوبتات الأيونية قيد المناقشة. على سبيل المثال، يعتمد الإلكترون على المصائد الأيونية ذات التحكم بالكيوبت عالي التردد، والتي تسمى "تقنية MAGIC". تخطط الشركات الرائدة في تصنيع الأجهزة لتطوير أنظمة تحتوي على 1000 كيوبت مصححة للأخطاء بحلول عام 2028 إلى 2032، بينما يتوقع الخبراء إنشاء أنظمة كمومية تحتوي على مليون كيوبت بحلول نهاية العقد.

كما أن القوة الحاسوبية المتزايدة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية تزيد من خطر هجمات القراصنة. ومع ذلك، نظرًا لعدم إمكانية الوصول إلى أجهزة الكمبيوتر الكمومية للأفراد أو مجموعات القراصنة الصغيرة بسبب تكلفتها العالية ومتطلباتها المادية، فإن شركات التكنولوجيا الكبيرة مثل IBM وGoogle وMicrosoft تقدم خدمات سحابية، والتي تمثل أيضًا هدفًا محتملاً لمجرمي الإنترنت. خطر متزايد بشكل كبير يهدد البيانات الحساسة بشكل خاص من الحكومات والمؤسسات العامة ودورات البحث الأطول.

ومن المتوقع حدوث انقطاع كامل في الحوسبة الكمومية بحلول عام 2030 تقريبًا، مع احتمال أن يؤدي التعاون الاستباقي بين المؤسسات المالية ومقدمي الخدمات إلى تسريع الانتقال إلى العصر الكمي. إن تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية، بقيادة الجامعات وشركات التكنولوجيا، لا يمثل ثورة تكنولوجية فحسب، بل يمثل أيضا تحديا للأمن في العصر الرقمي.