هذا الأسبوع، نشرت جوجل ورقة بحثية تصف كيف يمكن لجهاز كمبيوتر كمي نظريًا استخراج مفتاح خاص لبيتكوين في 9 دقائق، مع تداعيات تمتد إلى إيثريوم والتوكنات الأخرى والخدمات المصرفية الخاصة، وربما كل شيء في العالم.
من السهل الخلط بين الحوسبة الكمية ونسخة أسرع من الكمبيوتر العادي. لكنها ليست رقاقة أكثر قوة أو مزرعة خوادم أكبر. إنها نوع مختلف تمامًا من الآلات، مختلف على مستوى الذرة نفسها.
يبدأ الكمبيوتر الكمي بحلقة معدنية باردة جدًا وصغيرة جدًا حيث تبدأ الجزيئات في التصرف بطرق لا تتصرف بها في الظروف العادية على الأرض، بطرق تغير ما نعتقد أنه القواعد الأساسية للفيزياء.
فهم ما يعنيه ذلك، فيزيائيًا، هو الفرق بين قراءة التهديد الكمي وفهمه فعليًا.
كيف تعمل أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الكمبيوتر الكمية فعليًا
تخزن أجهزة الكمبيوتر العادية المعلومات كبتات — كل واحدة إما 0 أو 1. البت هو مفتاح صغير. فيزيائيًا، إنه ترانزستور على "رقاقة" — بوابة مجهرية إما تسمح بمرور الكهرباء (1) أو لا تسمح (0).
كل صورة، كل معاملة بيتكوين، كل كلمة كتبتها يتم تخزينها كأنماط من هذه المفاتيح في وضع التشغيل أو الإيقاف. لا يوجد شيء غامض حول البت؛ إنه كائن مادي في إحدى حالتين محددتين.
كل عملية حسابية هي مجرد خلط لهذه الأصفار والآحاد بسرعة كبيرة. يمكن لرقاقة حديثة القيام بمليارات من هذه العمليات في الثانية، لكنها لا تزال تقوم بها واحدة تلو الأخرى، بالتسلسل.
تستخدم أجهزة الكمبيوتر الكمية شيئًا يُعرف بالكيوبتات بدلاً من البتات. يمكن أن يكون الكيوبت 0 أو 1 أو — وهذا هو الجزء الغريب — كلاهما في نفس الوقت!
هذا ممكن لأن الكيوبت هو نوع مختلف تمامًا من الكائنات المادية. الإصدار الأكثر شيوعًا، والذي تستخدمه جوجل، هو حلقة صغيرة من المعدن فائق التوصيل مبردة إلى حوالي 0.015 درجة فوق الصفر المطلق، أبرد من الفضاء الخارجي لكن هنا على الأرض.
عند تلك الدرجة، تتدفق الكهرباء عبر الحلقة دون أي مقاومة، ويُقال إن التيار موجود في حالة كمية.
في الحلقة فائقة التوصيل، يمكن للتيار أن يتدفق في اتجاه عقارب الساعة (اعتبر ذلك 0) أو عكس اتجاه عقارب الساعة (اعتبر ذلك 1). لكن على المقاييس الكمية، لا يتعين على التيار اختيار اتجاه واحد ويتدفق فعليًا في كلا الاتجاهين في وقت واحد.
لا تخطئ في اعتباره تبديلًا بين الاثنين بسرعة كبيرة. التيار موجود بشكل قابل للقياس والتجربة والتحقق في كلتا الحالتين في وقت واحد.
(CoinDesk)فيزياء محيرة للعقل
هل تتابع حتى الآن؟ رائع، لأن هذا هو المكان الذي يصبح فيه الأمر غريبًا حقًا، لأن الفيزياء وراء كيفية عمله ليست بديهية على الفور، ولا يُفترض أن تكون كذلك.
كل شيء يتفاعل معه شخص ما في الحياة اليومية يطيع الفيزياء الكلاسيكية، والتي تفترض أن الأشياء في مكان واحد في وقت واحد. لكن الجزيئات لا تتصرف بهذه الطريقة على المقياس دون الذري.
لا يكون للإلكترون موضع محدد حتى تنظر إليه. لا يكون للفوتون استقطاب محدد حتى تقيسه. لا يتدفق التيار في حلقة فائقة التوصيل في اتجاه محدد حتى تجبره على الاختيار.
السبب في أننا لا نختبر هذا في الحياة اليومية هو فك الترابط. عندما يتفاعل نظام كمي مع بيئته، جزيئات الهواء والحرارة والاهتزازات والضوء، ينهار التراكب تقريبًا على الفور.
لا يمكن أن تكون كرة القدم في مكانين في وقت واحد لأنها تتفاعل مع تريليونات من جزيئات الهواء والغبار والصوت والحرارة والجاذبية وما إلى ذلك، كل نانو ثانية. لكن اعزل تيارًا صغيرًا في فراغ قريب من الصفر المطلق، واحميه من كل اضطراب محتمل، والسلوك الكمي يبقى طويلاً بما يكفي للحوسبة به.
لهذا السبب يصعب جدًا بناء أجهزة الكمبيوتر الكمية. يقوم الناس بهندسة بيئات مادية حيث يتم إبقاء قوانين الفيزياء التي تمنع عادة حدوث هذه الأشياء بعيدًا لفترة كافية فقط لإجراء حساب.
تعمل آلات جوجل في ثلاجات تخفيف بحجم غرف ضخمة، أبرد من أي شيء في الكون الطبيعي، محاطة بطبقات من الحماية ضد الضوضاء الكهرومغناطيسية والاهتزاز والإشعاع الحراري.
والكيوبتات هشة حتى ذلك الحين. تفقد حالتها الكمية باستمرار، ولهذا السبب يهيمن "تصحيح الأخطاء" على كل محادثة حول التوسع.
لذا فإن الحوسبة الكمية ليست نسخة أسرع من الحوسبة الكلاسيكية. إنها تستغل مجموعة مختلفة من القوانين الفيزيائية التي تنطبق فقط على مقاييس صغيرة للغاية ودرجات حرارة منخفضة للغاية وأطر زمنية قصيرة للغاية.
(CoinDesk)الآن ضع ذلك في الاعتبار.
يمكن أن تكون بتتان عاديتان في واحدة من أربع حالات (00، 01، 10، 11)، ولكن واحدة فقط في كل مرة (نظرًا لأن التيار يتدفق في اتجاه واحد فقط). يمكن لكيوبتين تمثيل جميع الحالات الأربع في وقت واحد، حيث يتدفق التيار في جميع الاتجاهات في نفس الوقت.
تمثل ثلاثة كيوبتات ثماني حالات. تمثل عشرة كيوبتات 1,024. تمثل خمسون كيوبت أكثر من كوادريليون. يتضاعف العدد مع كل كيوبت يُضاف، ولهذا السبب يكون التوسع أسيًا للغاية.
الخدعة الثانية هي شيء يسمى التشابك. عندما يتشابك كيوبتان، فإن قياس أحدهما يخبر المراقب على الفور شيئًا عن الآخر، بغض النظر عن مدى بعدهما. يتيح ذلك لجهاز كمبيوتر كمي التنسيق عبر جميع تلك الحالات المتزامنة بطريقة لا يمكن للحوسبة المتوازية العادية القيام بها.
وتم إعداد أجهزة الكمبيوتر الكمية هذه بحيث تلغي الإجابات الخاطئة بعضها البعض (مثل الموجات المتداخلة التي تتسطح) وتعزز الإجابات الصحيحة بعضها البعض (مثل الموجات التي تتراكم أعلى). بنهاية الحساب، تكون للإجابة الصحيحة أعلى احتمالية للقياس.
لذا فهي ليست سرعة القوة الغاشمة. إنه نهج مختلف تمامًا للحساب — يتيح للطبيعة استكشاف مساحة كبيرة أسيًا من الاحتمالات ثم ينهار إلى الإجابة الصحيحة من خلال الفيزياء بدلاً من المنطق.
تهديد ضخم للتشفير
هذه الفيزياء المحيرة للعقل هي السبب في أنها مرعبة للتشفير.
تعتمد الرياضيات التي تحمي بيتكوين على افتراض أن فحص كل مفتاح ممكن سيستغرق وقتًا أطول من عمر الكون.
لكن الكمبيوتر الكمي لا يفحص كل مفتاح. إنه يستكشفها جميعًا في وقت واحد ويستخدم التداخل للوصول إلى المفتاح الصحيح.
هذا هو المكان الذي يرتبط فيه بـ بيتكوين. الذهاب في اتجاه واحد، من المفتاح الخاص إلى المفتاح العام، يستغرق ميلي ثانية. الذهاب في الاتجاه الآخر، من المفتاح العام إلى المفتاح الخاص، سيستغرق كمبيوتر كلاسيكي مليون سنة، أو حتى أطول من عمر الكون. هذا عدم التماثل هو الشيء الوحيد الذي يثبت أن الشخص يحمل عملاته المعدنية.
(CoinDesk)يمكن لجهاز كمبيوتر كمي يشغل خوارزمية تسمى Shor أن يمر عبر هذا الباب الخلفي بالعكس. أظهرت ورقة جوجل هذا الأسبوع أنه يمكن القيام بذلك بموارد أقل بكثير مما قدره أي شخص سابقًا، وضمن إطار زمني يتنافس مع تأكيدات الحظر الخاصة ببيتكوين.
هذا هو السبب في أن تهديد أجهزة الكمبيوتر الكمية بكسر تشفير البلوكشين يجعل الجميع قلقين حقًا.
كيف يعمل هذا الهجوم خطوة بخطوة، وما الذي غيرته ورقة جوجل على وجه التحديد، وماذا يعني ذلك لـ 6.9 مليون بيتكوين المعرضة بالفعل، هو موضوع القطعة التالية في هذه السلسلة.
المصدر: https://www.coindesk.com/tech/2026/04/05/a-simple-explainer-on-what-quantum-computing-actually-is-and-why-it-is-terrifying-for-bitcoin
