## الحوسبة الكمية: الفرص والمخاطر (مقال "deodoro")

## Source details

**Canonical URL:** [الحوسبة الكمية: الفرص والمخاطر (مقال "deodoro")](https://www.imf.org/-/media/files/publications/fandd/article/2021/december/ar/deodoro.pdf)

## Other formats

- [Markdown version](/-/media/files/publications/fandd/article/2021/december/ar/deodoro.pdf.md)
- [Structured JSON version](/-/media/files/publications/fandd/article/2021/december/ar/deodoro.pdf.json)

---

### نظرة عامة على الحوسبة الكمية
- الحوسبة الكمية تستخدم الظواهر الكمية مثل التراكب والتشابك لإجراء العمليات الحسابية.
- الوحدة الأساسية هي البت الكمي (الكيوبت) الذي يمكن أن يمثل الصفر والواحد معا في الوقت نفسه (التراكب).
- التشابك الكمّي يربط بين أزواج أو مجموعات من العناصر الكمية بحيث يؤثر تغير حالة أحدها فوريا على العناصر المتشابكة الأخرى.
- "زيادة عدد الكيوبتات تؤدي إلى زيادة أسية في سرعة معالجة العملية الحسابية."
- نصوص المصدر تحوي عبارات رقمية توضح مقدار الذاكرة والكيوبتات المطلوبة بصيغتها الأصلية، منها: "إلى كوادريليون بت من الذاكرة التقليدية لتصميم ١8حوالي كيوبت فقط. 54نموذج لجهاز كمبيوتر كمي يستخدم كيوبت عددا ١٠0ويحتاج جهاز كمبيوتر كمي يستخدم من البتات يفوق عدد الذرات الموجودة على سطح الكرة كيوبت عددا ٢8٠الأرضية. ويحتاج جهاز كمبيوتر يستخدم من البتات يفوق عدد الذرات الموجودة في الكون المعروف."

### الفرص المتاحة
- تسريع حل المسائل المعقدة عبر تجربة المسارات المتعددة في آن واحد بفضل التراكب.
- إمكانات لتسريع الاكتشافات والابتكارات العلمية، ومحاكاة الأسواق المالية، وتعزيز تعلّم الآلة والذكاء الاصطناعي.
- إمكانات في نمذجة الجسيمات دون الذرية والتفاعلات الجزيئية والكيميائية، مما قد يفتح الطريق لتصميم مواد جديدة مثل بطاريات الحالة الصلبة.
- أثر محتمل على فهم تغير المناخ.
- تحسين دقة وسرعة محاكاة مونت كارلو لنماذج الأسعار والمخاطر في النظام المالي، مما يقلل الحاجة إلى تبسيط نماذج المخاطر.
- إمكانات في مشكلات تعظيم المنفعة مثل تخصيص رأس المال وتحديد استثمارات الحافظة وإدارة النقود في شبكات ماكينات الصراف الآلي.
- تسريع تدريب خوارزميات تَعَلُّم الآلة مقارنة بنمو زمن أجهزة الكمبيوتر الرقمية مع كل بُعد إضافي.

- ملاحظة تقريرية: "وفي عام ٢٠١9، استخدمت شركة غوغل جهاز كمبيوتر كميا لأداء ٢٠٠مهمة حسابية محددة في ثانية فقط. وقالت الشركة إن ٢٠٠مهمة نفسها كانت ستستغرق في ذلك الوقت آلاف سنة ١0المهمة."

### المخاطر على التشفير والاستقرار المالي
- الحوسبة الكمية القوية قد تهدد خوارزميات التشفير الحالية المستخدمة لحماية الاتصالات، الخصوصية، والمعاملات المالية.
- الخوارزميات الثلاثة الرئيسية للتشفير الحالية هي: المفاتيح المتماثلة، المفاتيح غير المتماثلة، ووظائف التجزئة.
- المفاتيح العامة/الخوارزميات غير المتماثلة معرضة خصوصا لتهديد أجهزة الكمبيوتر الكمية بسبب اعتمادها على صعوبة تحليل العوامل (إيجاد عواملي عدد أولي من حاصل ضربهما).
- "من الناحية النظرية، يمكن لجهاز كمبيوتر كمي يعمل بكامل طاقته فك مفتاح تشفير غير متماثل في غضون دقائق."
- تطبيقات معرضة للخطر تشمل: الصيرفة عبر الهاتف المحمول، التجارة الإلكترونية، معاملات الدفع، السحب النقدي من ماكينات الصراف الآلي، اتصالات الشبكة الخاصة الافتراضية، الأصول الرقمية مثل البيتكوين والإثيريوم، ومواقع الإنترنت المحمية ببروتوكولات مثل "HTTPS".
- خطر الأثر الرجعي: المعلومات المشفرة اليوم قد تُرصد وتُخزن ليتم فكها لاحقًا عندما تتوفر أجهزة كمبيوتر كمية قوية. "أي رسالة شخصية أو مالية مشفرة يتم إرسالها وتخزينها اليوم يمكن فك تشفيرها بأثر رجعي باستخدام جهاز كمبيوتر كمي قوي."
- تحذير بأن معظم المؤسسات المالية والأجهزة التنظيمية لم تنتبه بعد لهذه المخاطر الجديدة.

### السباق نحو التشفير المضاد للكمومية واستراتيجيات الاستعداد
- هناك سباق دولي لتطوير معايير وخوارزميات تشفير مضادة لهجمات أجهزة الكمبيوتر الكمية، مع مبادرات مثل مسابقة المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا في الولايات المتحدة ودور المعهد الأوروبي لمعايير الاتصالات.
- زمن تنفيذ المعايير الجديدة محدود بالنسبة للمؤسسات المالية بسبب مخاطر الأثر الرجعي.
- توصيات للمؤسسات المالية (خطوات فورية):
  - تقييم المخاطر ذات الأثر الرجعي والمخاطر المستقبلية الناشئة عن أجهزة الكمبيوتر الكمية، بما في ذلك المعلومات التي ربما تكون قد رُصدت بالفعل.
  - إعداد خطط لتحويل التشفير الحالي إلى خوارزميات التشفير المضادة لهجمات أجهزة الكمبيوتر الكمية.
  - إجراء حصر لعمليات التشفير باستخدام المفاتيح العامة التي تستخدمها المؤسسة والموردون التابعون لها.
  - تحويل الخوارزميات الضعيفة إلى خوارزميات تشفير مضادة لهجمات أجهزة الكمبيوتر الكمية.
  - زيادة مرونة نظم التشفير بحيث يمكن الارتقاء بالخوارزميات بسلاسة.
  - الاستفادة من تجارب استبدال الخوارزميات السابقة، مع مراعاة أنها قد تكون مربكة وتستغرق سنوات أو عقودا.

### دور صندوق النقد الدولي والجهات المعيارية
- لصندوق النقد الدولي دور مهم في:
  - زيادة وعي البلدان الأعضاء بالمخاطر التي تتعرض لها الاستقرار المالي من أجهزة الكمبيوتر الكمية.
  - تعزيز معايير وممارسات التشفير المضادة لهجمات أجهزة الكمبيوتر الكمية.
  - تشجيع البلدان الأعضاء على التعاون الوثيق في تطوير معايير التشفير المضادة للكمومية لضمان إمكانية التشغيل البيني واعتماد خطط تحويل التشفير في قطاعاتها المالية.

### حالة التكنولوجيا والزمن المتبقي
- أجهزة الكمبيوتر الكمية الحالية حساسة للغاية للاضطرابات البيئية مثل الحرارة أو الضوء أو الاهتزاز، ما يؤدي إلى أخطاء حسابية بسبب فقدان الحالة الكمومية للكيوبتات.
- رغم الحساسية الحالية، تُشير المقالة إلى أن "الآلات التي تحسب بأخطاء أقل وقادرة على فك الرموز ليست بعيدة."
- التحذير الختامي: ينبغي للمؤسسات المالية إدراك المخاطر وتأمين نظمها قبل فوات الأوان، لأن التاريخ مليء بأمثلة على رموز اعتُقد أنها غير قابلة للاختراق لكنها اختُرقت بتكنولوجيا جديدة.

*المؤلفون: خوسيه ديودورو، مايكل غوربانيوف، ماجد ملايكة، تحسين سعدي صديق — مقتبس من المحتوى الوارد في ملف "deodoro".*

---


_Source: https://www.imf.org/-/media/files/publications/fandd/article/2021/december/ar/deodoro.pdf_