نشرت شركة جوجل هذا الأسبوع بحثاً يوضح كيف يمكن لجهاز كمبيوتر كمي أن يحصل على المفتاح الخاص لعملة البيتكوين نظرياً في غضون 9 دقائق فقط. هذا الخطر لا يهدد البيتكوين فحسب، بل يمتد إلى عملة الإيثيريوم والعملات الرقمية الأخرى، وحتى أنظمة البنوك التقليدية وكل شيء يعتمد على التشفير في عالمنا.
ما هو الكمبيوتر الكمي؟
الكثيرون يعتقدون أن الكمبيوتر الكمي هو مجرد نسخة أسرع من الكمبيوتر العادي. ولكن هذا ليس صحيحاً. إنه نوع مختلف تماماً من الآلات، يختلف على مستوى الذرة نفسها.
يعمل الكمبيوتر الكمي من خلال حلقة صغيرة جداً وباردة جداً من المعدن، حيث تبدأ الجسيمات في التصرف بطرق لا نراها في الظروف العادية على الأرض. هذه الطرق تغير القواعد الأساسية للفيزياء كما نعرفها.
الفرق بين الكمبيوتر العادي والكمبيوتر الكمي
تخزن أجهزة الكمبيوتر العادية المعلومات على شكل “بتات”. كل بت هو مفتاح صغير إما أن يكون في حالة 0 أو 1. كل صورة أو معاملة بيتكوين يتم تخزينها كنمط من هذه المفاتيح التي تكون إما مفتوحة أو مغلقة.
أما أجهزة الكمبيوتر الكمي فتُستخدم “الكيوبتات” بدلاً من البتات. والكيوبت يمكن أن يكون في حالة 0، أو 1، أو – وهذا هو الجزء الغريب – الاثنين معاً في نفس الوقت!
هذا ممكن لأن الكيوبت جسم فيزيائي مختلف تماماً. النوع الأكثر شيوعاً، والذي تستخدمه جوجل، هو حلقة صغيرة من معدن فائق التوصيل يتم تبريدها إلى درجة قريبة من الصفر المطلق.
فيزياء مذهلة
كل شيء نتفاعل معه في حياتنا اليومية يخضع لقوانين الفيزياء الكلاسيكية: الأشياء تكون في مكان واحد في وقت واحد. ولكن الجسيمات لا تتصرف بهذه الطريقة على المستوى دون الذري.
تيار الكهرباء في حلقة التوصيل الفائق لا يسير في اتجاه محدد حتى تجبره على الاختيار. السبب الذي لا نرى فيه هذا في حياتنا اليومية هو “فقدان الترابط الكمي”. ولكن عندما تعزل التيار في فراغ شديد البرودة وتحميه من أي اضطراب، يبقى السلوك الكمي لفترة كافية لإجراء الحسابات.
لهذا السبب فإن بناء أجهزة الكمبيوتر الكمي صعب جداً. فهي تحتاج إلى بيئات فيزيائية خاصة حيث يتم إبعاد كل المؤثرات الخارجية لفترة كافية فقط لإجراء عملية حسابية واحدة.
لماذا هذا مهم للغاية؟
بتان عاديان يمكن أن يكونا في واحدة من أربع حالات (00، 01، 10، 11)، ولكن حالة واحدة فقط في كل مرة. أما كيوبتان فيمكنهما تمثيل جميع الحالات الأربع في وقت واحد.
مع كل كيوبت إضافي، يتضاعف عدد الحالات التي يمكن تمثيلها مرة واحدة. هذا النمو هائل جداً. هناك أيضاً خاصية تسمى “التشابك الكمي” تسمح للكيوبتات بالترابط بطريقة سحرية.
يتم إعداد هذه الأجهزة بحيث تلغي الإجابات الخاطئة بعضها البعض وتعزز الإجابات الصحيحة. في نهاية الحساب، تكون الإجابة الصحيحة هي الأكثر احتمالاً للظهور.
تهديد جسيم لتشفير العملات الرقمية
هذه الفيزياء المذهلة هي ما يجهد التشفير في خطر. الرياضيات التي تحمي البيتكوين تعتمد على افتراض أن فحص كل المفاتيح المحتملة سيستغرق وقتاً أطول من عمر الكون.
لكن الكمبيوتر الكمي لا يفحص كل مفتاح على حدة. إنه يستكشفها جميعاً في وقت واحد ويستخدم التداخل للعثور على المفتاح الصحيح.
هنا يكمن الخطر على البيتكوين. الذهاب من المفتاح الخاص إلى المفتاح العام يستغرق أجزاء من الثانية. ولكن العودة من المفتاح العام إلى الخاص قد تستغرق مليون سنة بكمبيوتر عادي. هذا الاختلاف هو الضمان الوحيد لملكيتك لعملاتك.
أظهر بحث جوجل أن كمبيوتراً كمياً يستخدم خوارزمية “شور” يمكنه عكس هذه العملية بموارد أقل ووقت أسرع بكثير مما كان يُعتقد سابقاً، ربما في دقائق فقط.
كيف تتم هذه الهجوم بالتفصيل، وما الذي غيّره بحث جوجل بالتحديد، وماذا يعني ذلك لملايين عملات البيتكوين المعرضة للخطر، هو موضوع الجزء القادم من هذه السلسلة.
الأسئلة الشائعة
س: ما هو الخطر الرئيسي الذي يشكله الكمبيوتر الكمي على البيتكوين؟
ج: الخطر الرئيسي هو قدرته النظري على كسر التشفير واستخراج المفتاح الخاص من المفتاح العام في دقائق، مما يهدد أمان المحافظ الرقمية.
س: هل أجهزة الكمبيوتر الكمي موجودة وقادرة على ذلك الآن؟
ج: لا، هذه الأجهزة لا تزال في مراحل البحث والتطوير الأولى وهي معقدة جداً وهشة. البحث الأخير هو نظري ويظهر إمكانية حدوث ذلك في المستقبل إذا تطورت التكنولوجيا بشكل كافٍ.
س: ماذا يمكن لمستخدمي العملات الرقمية فعله الآن؟
ج: لا داعي للذعر حالياً. مجتمع التشفير والعملات الرقمية يدرك هذا التهديد منذ سنوات ويعمل على تطوير خوارزميات تشفير جديدة مقاومة للكمبيوتر الكمي لاعتمادها عندما يصبح الخطر حقيقياً.
