مقدمة: الحوسبة الكمومية حقيقة قادمة

الصورة الائتمانية: شترستوك

لطالما استحوذت الحوسبة الكمومية على اهتمامنا، ورغم ذكرها المتكرر، يظل فهمها محدودًا لدى الكثيرين. لفترة طويلة، اعتُبرت تقنية الكم احتمالًا مستقبليًا بعيدًا، لا يمثل مصدر قلق فوري. لكن هذا المنظور يتغير بسرعة، ويشكل تجاهل هذا التطور خطرًا بحد ذاته. على الرغم من أن الفهم الحالي لـالحوسبة الكمومية قد يكون ضيقًا، إلا أن الحاجة إلى توسيعه أصبحت ملحة. فبعد أن كانت تُصنّف كتقنية تحتاج لعقود لتتحقق، تشير الاكتشافات الحديثة إلى أن وصولها بات أقرب مما نتوقع. أبرز الدلائل على هذا التسارع التقني السريع تتمثل في رقائق جوجل "ويلو" ومايكروسوفت "ماجورانا". كما تؤكد استثمارات الحكومة البريطانية الضخمة التي بلغت 500 مليون جنيه إسترليني في الابتكار الكمومي أن قادة العالم لم يعدوا ينظرون إلى التقنية الكمومية على أنها مجرد تكهنات، بل كأولوية استراتيجية حاسمة.

القفزة التالية في عالم التكنولوجيا: مستقبل الحوسبة الكمومية

قد يعجبك

لماذا يسير الابتكار الكمومي والمرونة السيبرانية جنبًا إلى جنب

انسَ برامج الفدية - معظم الشركات تعتقد أن الحوسبة الكمومية هي أكبر خطر أمني قادم

القفزة التالية لقطاع التكنولوجيا: الحوسبة الكمومية

مع ذلك، كشف استطلاع أجرته ISACA أن 35% فقط من المهنيين يعتقدون أن التقنية الكمومية ستصبح سائدة خلال سنوات قليلة بدلاً من عقود، مما يبرز الفجوة الكبيرة بين تصورات الصناعة والواقع المتسارع. يتجاوز هذا الانفصال مجرد التوقعات ليؤثر بشكل مباشر على مستوى الاستعداد. فالعديد من المنظمات لم تدمج بعد الحوسبة الكمومية في تخطيطها للأمن السيبراني، على الرغم من أن هذه التكنولوجيا مرشحة لإحداث تغيير جذري في كيفية عمل قطاعات واسعة من المجتمع عبر الإنترنت. الأمر لا يقتصر على مجرد تبني شكل جديد من الحوسبة المتقدمة، بل يتعداه إلى حماية الأنظمة الحيوية والاقتصادات والبنى التحتية التي تدعم حياتنا الرقمية. يبدأ هذا التحول بفهم عميق لماهية الكمومية، وكيف يمكنها إعادة تعريف وتغيير مشهد الأمن السيبراني بشكل جذري.

كريس ديميترياديس، الرئيس التنفيذي للاستراتيجية العالمية في ISACA.

الأساسيات: تعريف الحوسبة الكمومية

إذا كانت أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية تعمل كآلات حاسبة قوية، فإن أجهزة الكمبيوتر الكمومية تُشبه محركات الاحتمالات، قادرة على معالجة المعلومات بطرق تمكنها من استكشاف عدد هائل من الاحتمالات في وقت واحد.

هل أنت محترف؟ اشترك في نشرتنا الإخبارية

اشترك في النشرة الإخبارية لـ TechRadar Pro للحصول على جميع الأخبار والمقالات والميزات والإرشادات التي يحتاجها عملك للنجاح!

تعتمد الحوسبة الكلاسيكية على البتات، وهي وحدات ثنائية من المعلومات تمثل إما 0 أو 1. في المقابل، تستخدم أجهزة الكمبيوتر الكمومية الكيوبتات (البتات الكمومية)، التي يمكن أن تتواجد في حالتي 0 و 1 في نفس الوقت، وهي ظاهرة تُعرف بـالتراكب الكمومي. كما يمكن أن تتشابك الكيوبتات، مما يعني أن حالة كيوبت واحد تؤثر فورًا على الآخر، حتى لو كان عن بُعد. هذه القدرات تمنح أجهزة الكمبيوتر الكمومية إمكانية إجراء حسابات بالغة التعقيد من خلال استكشاف مسارات متعددة في آن واحد، بدلاً من مسار واحد تلو الآخر.

ففي حين قد يستغرق الكمبيوتر الكلاسيكي آلاف السنين لفك برامج التشفير أو محاكاة بنية البروتين، يمكن لكمبيوتر كمومي، نظريًا، إكمال المهمة في ثوانٍ. علاوة على ذلك، تعتمد الحوسبة الكمومية على مبادئ طبيعية أساسية، مثل مبدأ عدم الاستنساخ الكمومي (No-Cloning Theorem)، الذي ينص على استحالة إنشاء نسخ متطابقة من حالة كمومية مجهولة. هذا يمنع المهاجمين من نسخ البيانات ببساطة كما يفعلون مع حركة المرور الشبكية التقليدية، مما يوفر طبقة فريدة من الأمان [المصدر].

لا يقتصر الأمر على السرعة فحسب، بل يتجاوزها إلى القدرة غير المسبوقة. فـالحوسبة الكمومية تمكن من حل مشكلات كانت تُعتبر مستعصية سابقًا، بدءًا من نمذجة التفاعلات الكيميائية المعقدة على المستوى الذري، وتحسين الأنظمة اللوجستية العالمية الواسعة والمتغيرة، وصولًا إلى كسر المشكلات الرياضية التي تعتمد عليها أنظمة التشفير الحالية لضمان الأمان. عندما يتعلق الأمر بـ الذكاء الاصطناعي، من المتوقع أن يكون التأثير تحويليًا بشكل كبير، حيث ستدخل قدرة الكمومية بـ الذكاء الاصطناعي حقبة جديدة، سواء من حيث مستوى ذكائه وقيمته، أو من حيث المخاطر المصاحبة لـ الذكاء الاصطناعي. سيكون لهذه الاختراقات تداعيات عميقة على الأنظمة التي تدعم الحياة اليومية، بما في ذلك الأمن السيبراني، والرعاية الصحية، والتمويل.

لماذا الحوسبة الكمومية مهمة: إمكانات ثورية عبر القطاعات

لن تحل أجهزة الكمبيوتر الكمومية محل الأجهزة الكلاسيكية بالكامل، بل ستُستخدم لمعالجة المشكلات التي تتجاوز قدرة الأنظمة الحالية، وذلك بسرعات فائقة.

إن قدرتها الفائقة على التعامل مع التعقيد على نطاق واسع تعني أن الحوسبة الكمومية ستفتح آفاقًا لحلول كانت مستحيلة أو غير عملية في السابق، مع تداعيات عميقة عبر مجموعة واسعة من القطاعات.

هذه الإمكانات الفريدة معترف بها بالفعل على نطاق واسع في الصناعة. فقد أظهر استطلاع "Quantum Pulse Poll" الذي أجرته ISACA أن غالبية (56%) من المتخصصين في تكنولوجيا المعلومات الأوروبيين يرحبون بقدوم الحوسبة الكمومية، ويتوقع نفس العدد أنها ستخلق فرص عمل هائلة.

في قطاع الرعاية الصحية، يمكن لأنظمة الكمومية تسريع عملية اكتشاف الأدوية من خلال نمذجة الجزيئات وطوي البروتين بدقة أعلى بكثير مما توفره الأجهزة الكلاسيكية. وفي مجالات العمل والتمويل، يمكنها إحداث تحول في كيفية تحسين المنظمات لسلاسل التوريد، وإدارة المخاطر بفعالية، والاستفادة من الذكاء الاصطناعي لمعالجة وتحليل مجموعات البيانات الضخمة.

التوزيع الكمومي للمفاتيح (QKD): درع أمان جديد

في مجال الأمن السيبراني، تمتلك الحوسبة الكمومية القدرة على إعادة تعريف كيفية حماية الأنظمة والبيانات. يمكن أن تمكّن تقنية التوزيع الكمومي للمفاتيح (QKD) من تشفير غير قابل للكسر نظريًا. تعمل تقنية QKD على تبادل مفاتيح التشفير بشكل آمن من خلال الاستفادة من قوانين الفيزياء الكمومية، بدلاً من الاعتماد على الخوارزميات الرياضية وحدها. يتم ذلك بإرسال جزيئات ضوئية (فوتونات) مشفرة بحالات كمومية عشوائية. إذا حاول أي متطفل اعتراض هذه الفوتونات أو قياسها، فإن الحالة الكمومية للفوتون تتغير، مما ينبه الطرفين المتصلين بوجود محاولة اختراق على الفور. هذه الخاصية الجوهرية للأنظمة الكمومية تجعل أي محاولة للتنصت قابلة للاكتشاف، مما يضمن أمان المفتاح المتبادل [المصدر].

بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يصبح الكشف عن التهديدات المدفوع بـ الذكاء الاصطناعي أسرع وأكثر فعالية بشكل ملحوظ. ويمكن أن تساعد أنظمة الهوية الرقمية الآمنة من الكمومية في منع الاحتيال وانتحال الشخصية. ولكن بينما تحمل هذه التطورات وعدًا هائلاً، فإنها تقدم أيضًا أحد أخطر التحديات التي تواجه الأمن السيبراني اليوم.

الحوسبة الكمومية والأمن السيبراني: اضطراب يلوح في الأفق

هذا التحدي ليس مجرد مصدر قلق مستقبلي بعيد المدى. فوفقًا لاستطلاع أجرته ISACA، يعتقد أكثر من ثلثي (67%) المتخصصين في الأمن السيبراني أن الحوسبة الكمومية ستزيد أو تغير المخاطر السيبرانية بشكل جذري خلال العقد القادم، وهذا التوقع ليس صعب الفهم.

يكمن جوهر هذا القلق في التشفير. تعتمد أساليب التشفير الأكثر شيوعًا اليوم، مثل RSA وECC، على تحديات رياضية تستغرق أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية آلاف السنين لحلها عمليًا. لكن الأجهزة الكمومية، بقدراتها الفائقة، يمكنها كسر هذه المشكلات بسهولة نسبية، مما يعرض أمان البيانات لخطر جسيم.

هذا يثير تهديدًا حقيقيًا يُعرف بـ"الحصاد الآن، فك التشفير لاحقًا"، حيث يقوم المهاجمون بسرقة البيانات المشفرة في الوقت الحاضر، بهدف فك تشفيرها بمجرد توفر القدرات الكمومية. وبذلك، يمكن أن تصبح المعلومات الحساسة التي تُعد آمنة حاليًا، مثل السجلات المالية، والبيانات الشخصية، والاتصالات السرية، عرضة للخطر بين عشية وضحاها.

إن الآثار المترتبة على ذلك واسعة النطاق. فإذا تم كسر هذه الخوارزميات الأساسية، سيمتد التأثير ليشمل كل قطاع. لا يدعم التشفير أنظمة الأمن السيبراني فحسب، بل يشكل ركيزة أساسية للبنية التحتية الرقمية نفسها، من الخدمات المصرفية والرعاية الصحية إلى التحقق من الهوية والحوسبة السحابية. مع تقدم الكمومية، لم يعد الاستعداد لهذا التهديد اختياريًا؛ بل أصبح خطوة حاسمة نحو حماية الأنظمة الرقمية التي نعتمد عليها جميعًا.

تقييم الواقع: مدى استعدادنا لـعصر الكمومية؟

بينما تتسارع وتيرة الابتكار الكمومي عالميًا، لا يواكب استعداد المنظمات هذا التقدم بالسرعة المطلوبة.

قلة قليلة من المنظمات بدأت الاستعدادات الجادة؛ حيث يشير 4% فقط من المتخصصين في تكنولوجيا المعلومات إلى أن مؤسساتهم لديها استراتيجية واضحة ومحددة لـالحوسبة الكمومية. وفي كثير من الحالات، تظل التقنية الكمومية خارج نطاق الاهتمام تمامًا، إذ يُفيد أكثر من نصف المستجيبين (52%) بأن هذه التكنولوجيا ليست جزءًا من خططهم المستقبلية، ولا توجد لديهم أي خطط لإدراجها.

حتى فيما يتعلق بالتخفيف من المخاطر، لم تتخذ معظم المنظمات بعد الخطوات الأساسية اللازمة. فعلى الرغم من التهديدات التي تشكلها معايير التشفير الحالية، يذكر 40% من المهنيين أن مؤسساتهم لم تفكر بعد في تنفيذ تشفير ما بعد الكمومية، مما يخلق احتمالاً مقلقًا لحدوث اضطراب واسع النطاق.

يكمن جزء كبير من التحدي في الوعي المحدود. فـالكمومية لا تزال منطقة غير مألوفة لمعظم المهنيين، حيث يصف 2% فقط أنفسهم بأنهم على دراية تامة بهذه التكنولوجيا. وبينما أمضى المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا (NIST) أكثر من عقد في تطوير معايير تشفير ما بعد الكمومية، يقول 5% فقط من المستجيبين إن لديهم فهمًا قويًا لها.

في غضون ذلك، يستمر التقدم العالمي في تطوير التقنيات الكمومية في التسارع. ومن المرجح أن تصل التطبيقات التجارية في وقت أقرب مما يتوقع الكثيرون، ومع ذلك قد تظهر في نظام بيئي رقمي غير مهيأ للتعامل معها. إذا انهار التشفير قبل وضع الدفاعات المناسبة، فقد تكون العواقب وخيمة، مع اضطراب تشغيلي واسع النطاق، وأضرار جسيمة بالسمعة، وتداعيات تنظيمية خطيرة. لم يعد الاستعداد لـالكمومية مجرد تمرين نظري. فالخطر حقيقي، ونافذة العمل الاستباقي تتضاءل بسرعة.

التحضير الفعال لمستقبل ما بعد الكمومية

لا يمثل التحضير لـالحوسبة الكمومية مجرد ترقية تقنية، بل هو ضرورة استراتيجية حاسمة. ومع ذلك، يفتقر غالبية المهنيين إلى الوعي والمهارات اللازمة للتعامل مع التحديات والفرص القادمة. لذا، يجب أن يصبح تعليم الكمومية أولوية قصوى الآن، ليس فقط لفرق الأمن السيبراني، بل عبر جميع وظائف القيادة وإدارة المخاطر والحوكمة.

للحكومات أيضًا دور حيوي تلعبه. إن استثمار المملكة المتحدة البالغ 60 مليون جنيه إسترليني في المهارات الكمومية يمثل بداية قوية، لكن الاستعداد طويل الأمد سيعتمد بشكل كبير على التعاون المستمر بين القطاعين العام والخاص.

بالنسبة للمنظمات، هناك حاجة ملحة للعمل الفوري. وهذا يعني تحديد المجالات التي يمكن أن تشكل فيها الكمومية خطرًا، وتقييم تبعيات التشفير الحالي، والبدء في الانتقال إلى أنظمة آمنة من الكمومية.

والأهم من ذلك، لن يكون أي من هذه الخطوات ممكنًا بدون الخبرة المناسبة. إن تطوير قوة عاملة مدربة بشكل شامل على الكمومية (مع الاستمرار في تطوير مهارات الذكاء الاصطناعي) سيمكن المنظمات من تطبيق التقنيات الجديدة بفعالية وأمان قبل أن تتجسد التهديدات.

تجلب الكمومية إمكانات غير عادية، لكنها تتطلب أيضًا استعدادًا عاجلاً. أولئك الذين يتصرفون مبكرًا سيكونون في وضع أفضل بكثير لتأمين أنظمتهم والقيادة بثقة في عالم ما بعد الكمومية.

لقد سلطنا الضوء على أفضل جدار حماية سحابي.

تم إنتاج هذا المقال كجزء من قناة TechRadarPro Expert Insights حيث نقدم أفضل وألمع العقول في صناعة التكنولوجيا اليوم. الآراء المعبر عنها هنا هي آراء المؤلف وليست بالضرورة آراء TechRadarPro أو Future plc. إذا كنت مهتمًا بالمساهمة، فاكتشف المزيد هنا:https://www.techradar.com/news/submit-your-story-to-techradar-pro

كريس ديميترياديس

الرئيس التنفيذي للاستراتيجية العالمية في ISACA.