تُعتبر البيانات عبر الإنترنت آمنة بشكل عام. وبافتراض أن الجميع حريصون على كلمات المرور وغيرها من وسائل الحماية، يمكن اعتبارها وكأنها محفوظة في خزنة شديدة التحصين لدرجة أن جميع الحواسيب العملاقة في العالم، حتى لو عملت معًا لمدة 10000 عام، لن تتمكن من اختراقها.
لكن في الشهر الماضي، نشرت جوجل وغيرها نتائج تشير إلى أن نوعًا جديدًا من أجهزة الكمبيوتر – الكمبيوتر الكمومي – قد يكون قادرًا على فتح الخزنة بموارد أقل بكثير مما كان يُعتقد سابقًا.
تأتي التغييرات على جبهتين. أولاً، تتسابق شركات التكنولوجيا العملاقة مثل IBM وجوجل لبناء أجهزة كمبيوتر كمومية أكبر حجماً : تأمل IBM في تحقيق ميزة حقيقية على أجهزة الكمبيوتر التقليدية في بعض الحالات الخاصة هذا العام، ونظام “مقاوم للأخطاء” أكثر قوة بحلول عام 2029.
من جهة أخرى، يعمل المنظرون على تحسين الخوارزميات الكمومية: تُظهر الأعمال الحديثة أن الموارد اللازمة لكسر التشفير الحالي قد تكون أقل بكثير من التقديرات السابقة.
والنتيجة النهائية؟ قد يكون اليوم الذي تستطيع فيه أجهزة الكمبيوتر الكمومية اختراق التشفير المستخدم على نطاق واسع – والذي أطلق عليه اسم “يوم كيو” – يقترب بشكل أسرع مما كان متوقعًا.
سباق الأجهزة الكمومية
تُبنى أجهزة الكمبيوتر الكمومية من البتات الكمومية، أو الكيوبتات، التي تستخدم الخصائص غير البديهية للأجسام الصغيرة جدًا لإجراء العمليات الحسابية بطريقة مختلفة وأحيانًا أكثر كفاءة من أجهزة الكمبيوتر التقليدية.
لا تزال هذه التقنية في مراحلها الأولى، والهدف الرئيسي هو زيادة عدد الكيوبتات التي يمكن ربطها للعمل كحاسوب واحد. من المتوقع أن تتفوق الحواسيب الكمومية الأكبر حجماً على نظيراتها التقليدية في بعض الجوانب، إذ ستتمتع بميزة كمومية.
في أواخر العام الماضي، كشفت شركة IBM عن شريحة مكونة من 120 كيوبت والتي تأمل أن تُظهر ميزة كمومية لبعض المهام.
يد ترتدي قفازاً أبيض تمسك شريحة سوداء مستطيلة الشكل على خلفية صفراء.
شريحة Quantum Nighthawk من IBM، وهي معالج كمي متطور يحتوي على 120 كيوبت. ( IBM )
أعلنت جوجل مؤخرًا أنها تخطط لتسريع انتقالها إلى تبني تقنيات التشفير التي ينبغي أن تكون آمنة ضد أجهزة الكمبيوتر الكمومية، والمعروفة باسم التشفير ما بعد الكمومي.
إلى جانب هذه الشركات التقنية العملاقة، تزدهر أيضاً مناهج جديدة. تستخدم شركة PsiQuantum وحدات بتّ ضوئية وتقنية تصنيع الرقائق التقليدية. وقد أثبتت منصات تجريبية، مثل أنظمة الذرات المتعادلة، قدرتها على التحكم في آلاف وحدات البتّ في بيئات المختبر.
ورداً على ذلك، تقوم هيئات وضع المعايير والوكالات الوطنية بوضع جداول زمنية أكثر تحديداً للتحول عن أنظمة التشفير الشائعة المعرضة للهجوم الكمي.
في الولايات المتحدة، اقترح المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) الانتقال بعيدًا عن التشفير المعرض للهجمات الكمومية، على أن يكتمل هذا الانتقال إلى حد كبير بحلول عام 2035.
في أستراليا، أصدرت مديرية الإشارات الأسترالية توجيهات مماثلة ، تحث المنظمات على البدء في التخطيط على الفور والانتقال إلى التشفير ما بعد الكمي بحلول عام 2030.
تساهم الخوارزميات في تسريع عملية فتح الأقفال
لا يمثل العتاد سوى نصف الحكاية. فالتطورات في الخوارزميات الكمومية لا تقل أهمية، وهي طرق استخدام الحواسيب الكمومية لاختراق التشفير.
أثار اكتشاف بيتر شور عام 1994 لخوارزمية تُظهر كيف يمكن للحواسيب الكمومية إيجاد العوامل الأولية للأعداد الكبيرة بكفاءة عالية اهتمامًا كبيرًا بتطوير الحواسيب الكمومية. هذه الحيلة الرياضية هي تحديدًا ما تحتاجه لكسر طريقة التشفير RSA الشائعة.
لعقود طويلة، ساد الاعتقاد بأن الحاسوب الكمومي سيحتاج إلى ملايين الكيوبتات المادية ليشكل تهديداً للتشفير في العالم الحقيقي. وهذا أكبر بكثير من الأنظمة الحالية، لذا بدا التهديد بعيداً بشكل مريح.
في مارس 2026، نشر فريق الذكاء الاصطناعي الكمومي في جوجل دراسةً مفصلةً تُظهر أن موارد أقل بكثير قد تكون مطلوبةً لاختراق نوع مختلف من التشفير يستخدم كائنات رياضية تُسمى المنحنيات الإهليلجية. هذا ما تستخدمه أنظمة مثل بيتكوين وإيثيريوم، وتُبين الدراسة كيف يمكن لحاسوب كمومي يحتوي على أقل من نصف مليون كيوبت فعلي أن يتمكن من اختراقه في دقائق.
لا يزال هذا الأمر بعيدًا جدًا عن أجهزة الكمبيوتر الكمومية الحالية، ولكنه أقل بنحو عشر مرات من التقديرات السابقة.
في الوقت نفسه، تستكشف دراسة أولية نُشرت في مارس 2026 ، من تعاون بين معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وجامعة بيركلي وشركة أوراتوميك، الإمكانيات المتاحة باستخدام الحواسيب الكمومية ذات الذرات المتعادلة. ويُقدّر الباحثون أن خوارزمية شور يُمكن تطبيقها باستخدام ما بين 10,000 و20,000 كيوبت ذري فقط. وفي أحد التصاميم المقترحة، يُمكن لنظام يحتوي على حوالي 26,000 كيوبت فك تشفير بيتكوين في غضون أيام قليلة، بينما تتطلب مسائل أكثر تعقيدًا، مثل طريقة RSA بمفتاح 2048 بت، وقتًا وموارد أكبر.
بعبارة أخرى: أصبح محللو الشفرات أكثر كفاءة. فالتطورات في الخوارزميات والتصميم تُسهّل باستمرار اختراقات الحوسبة الكمومية، حتى قبل وجود أجهزة واسعة النطاق.
ماذا الآن؟
إذن، ماذا يعني هذا عملياً؟
أولاً، لا توجد كارثة وشيكة – لن يتم اختراق أنظمة التشفير الحالية بين عشية وضحاها. لكن الاتجاه واضح. فكل تحسين في الأجهزة أو الخوارزميات يقلل الفجوة بين القدرات الحالية وأجهزة اختراق الحوسبة الكمومية الفعالة.
ثانياً، توجد بالفعل وسائل دفاع فعالة. فقد قام المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) بتوحيد العديد من خوارزميات التشفير ما بعد الكمومية التي يُعتقد أنها مقاومة للهجمات الكمومية.
بدأت شركات التكنولوجيا في نشر هذه التقنيات في أوضاع هجينة: على سبيل المثال، يدعم كل من جوجل كروم وكلاود فلير بالفعل الحماية ما بعد الكمومية في بعض البروتوكولات والخدمات.
ستحتاج الأنظمة التي تعتمد بشكل كبير على تشفير المنحنيات الإهليلجية – بما في ذلك العملات المشفرة والعديد من بروتوكولات الاتصال الآمنة – إلى اهتمام خاص. ويؤكد عمل جوجل الأخير بشكل واضح على ضرورة نقل أنظمة البلوك تشين إلى أنظمة ما بعد الحوسبة الكمومية.
أخيرًا، هذا سباق على جبهتين. لا يكفي تتبع التقدم في مجال الأجهزة الكمومية وحدها. فالتطورات في الخوارزميات وتصحيح الأخطاء لا تقل أهمية، وتُظهر النتائج الحديثة أن هذه التحسينات
يمكن أن تُقلل بشكل كبير من التكلفة المُقدّرة للهجمات.