الحوسبة الكمية ت突破: تأثيرات رقاقة جوجل الجديدة المحتملة على البلوكتشين

أطلقت جوجل مؤخرًا شريحة جديدة للحوسبة الكمية تُدعى Willow، وهي خطوة كبيرة أخرى منذ أن حققت الشركة "الهيمنة الكمية" لأول مرة في عام 2019. تحتوي شريحة Willow على 105 كيوبت، وقد أظهرت أداءً رائدًا في اختبارين رئيسيين: تصحيح الأخطاء الكمية وعينة الدائرة العشوائية.

من الجدير بالذكر بشكل خاص أنه في اختبار أخذ عينات الدوائر العشوائية ، أكمل شريحة Willow المهام الحسابية التي تحتاجها الحواسيب الفائقة التقليدية 10^25 عامًا في 5 دقائق فقط. هذه القدرة الحسابية المذهلة تفوق حتى عمر الكون المعروف.

تتمثل إحدى الخصائص الهامة لشريحة Willow في قدرتها على تقليل معدل الخطأ بشكل كبير. مع زيادة عدد الكيوبتات، فإن عملية الحوسبة الكمية عادة ما تكون أكثر عرضة للأخطاء. ومع ذلك، نجحت Willow في خفض معدل الخطأ إلى ما دون عتبة حرجة، وهو ما يُعتبر شرطًا أساسيًا لتحقيق الحوسبة الكمية العملية.

قال هارتموت نيفن، رئيس فريق Google Quantum AI، إن Willow، باعتبارها أول نظام تحت عتبة الخطأ، هي أكثر نماذج الكيوبتات المنطقية القابلة للتوسع إقناعًا حتى الآن، مما يثبت جدوى الحوسبة الكمية العملية على نطاق واسع.

هذا الإنجاز الرائد لا يعزز فقط تطوير تقنية الحوسبة الكمية، بل له تأثير عميق على العديد من الصناعات، وخاصة في مجال البلوكتشين والعملات المشفرة. على الرغم من أن 105 كيوبتات الحالية من Willow لا تشكل تهديدًا مباشرًا للخوارزميات التشفيرية الحالية، إلا أنها تشير إلى أن الطريق لبناء حواسيب كمية عملية على نطاق واسع قد تم فتحه.

في مجال العملات المشفرة، تعتبر خوارزمية توقيع رقمي باستخدام منحنيات بيانية (ECDSA) ودالة تجزئة SHA-256 من التقنيات الأساسية لضمان أمان المعاملات. نظريًا، يمكن أن تقوم الخوارزميات الكمية مثل خوارزمية شور بكسر ECDSA باستخدام عدد يصل إلى ملايين الكيوبتات. على الرغم من أن أجهزة الكمبيوتر الكمية الحالية لم تصل بعد إلى هذا المستوى، إلا أنه مع التقدم السريع في التكنولوجيا، قد تشكل تهديدًا لأمان العملات المشفرة في المستقبل.

نوعان رئيسيان من عناوين البيتكوين المستخدمة في المعاملات - "الدفع إلى المفتاح العام" ( p2pk ) و"الدفع إلى تجزئة المفتاح العام" ( p2pkh ) - قد تواجه تحديات في المستقبل من الحوسبة الكمية. خاصةً معاملات p2pkh، على الرغم من أن لديها نافذة زمنية تبلغ 10 دقائق فقط، إلا أنها كافية نظريًا لتمكين المهاجمين الذين يمتلكون حواسيب كمية قوية بما فيه الكفاية من استنتاج المفتاح الخاص.

على الرغم من أن شريحة Willow لا تمثل تهديدًا مباشرًا حاليًا لخوارزميات مثل RSA و ECDSA المستخدمة في الواقع، إلا أنها تشير إلى اتجاه تطوير الحوسبة الكمية في المستقبل، وتقدم تحديات جديدة لنظام أمان العملات الرقمية. ستصبح كيفية حماية أمان العملات الرقمية في عصر الحوسبة الكمية محور اهتمام مشترك بين مجالات التكنولوجيا والمالية.

لمواجهة هذا التحدي، تتطور تقنية التشفير ما بعد الكم (PQC) بسرعة. تهدف هذه الخوارزميات التشفيرية الجديدة إلى مقاومة الهجمات من الحوسبة الكمية، بحيث تبقى آمنة حتى في مواجهة الحواسيب الكمومية. إن نقل تقنية البلوكتشين إلى مستوى مقاوم للكم هو ليس فقط استكشاف لواجهة التقنية، بل هو إجراء ضروري لضمان الأمان طويل الأجل للبلوكتشين.

لقد حققت بعض المؤسسات البحثية تقدمًا ملحوظًا في هذا المجال. على سبيل المثال، أكملت بعض المؤسسات بناء قدرات التشفير ما بعد الكم لعمليات البلوكتشين الكاملة، ووضعت مكتبة تشفير تدعم عدة خوارزميات تشفير ما بعد الكم المعتمدة من NIST، وعالجت مشكلة تضخم تخزين التوقيعات ما بعد الكم. بالإضافة إلى ذلك، كان هناك أيضًا تقدم في انتقال خوارزميات التشفير ذات الوظائف الغنية إلى ما بعد الكم، حيث تم تطوير بروتوكول توقيع موزع فعال يعتمد على ما بعد الكم.

مع التقدم المستمر في تكنولوجيا الحوسبة الكمية، يحتاج قطاع البلوكتشين والعملات المشفرة إلى مواجهة التحديات الأمنية المحتملة بنشاط. سيكون تطوير وتنفيذ تكنولوجيا بلوكتشين المقاومة للكم، وخاصةً ترقية الأنظمة الحالية من أجل مقاومتها للكم، مهمة أساسية لضمان أمان واستقرار العملات المشفرة في المستقبل.