من البتات الكمومية إلى العملات المشفرة: ماذا يعني الكم بالنسبة للذكاء الاصطناعي والبيتكوين

الاختراق الكمي الذي حققته Google: ماذا يعني بالنسبة للذكاء الاصطناعي والبيتكوين والمستقبل

عندما كنت في دافوس في وقت سابق من هذا العام، جلست في جلسة حول التقنيات الناشئة ومستقبل الحوسبة الكمومية. ادعى أحد المتحدثين بجرأة أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية يمكن أن تتفوق في يوم من الأيام على أجهزة الكمبيوتر العملاقة الأكثر تقدمًا اليوم بهامش يمكن أن تتعطل فيه صناعات بأكملها بين عشية وضحاها. لقد كان الأمر مثيرًا ومثيرًا للأعصاب.

هذا الاسبوع،”https://www.forbes.com/sites/ansellindner/2024/12/12/googles-quantum-computing-leap-what-it-means-for-bitcoins-security/” الهدف=”_self” العنوان=”https://www.forbes.com/sites/ansellindner/2024/12/12/googles-quantum-computing-leap-what-it-means-for-bitcoins-security/” data-ga-track=”InternalLink:https://www.forbes.com/sites/ansellindner/2024/12/12/googles-quantum-computing-leap-what-it-means-for-bitcoins-security/” aria-label=”Google’s Willow”> الصفصاف جوجل لقد أخرجت الرقاقة الحوسبة الكمومية من عالم النظرية وخطوة كبيرة أقرب إلى المستقبل الذي بالكاد نستطيع فهمه، أو التنبؤ به.

تحتاج كل صناعة إلى البدء في إيلاء اهتمام وثيق للتطورات في الحوسبة الكمومية، ولا سيما القطاعات التي يكون الأمن فيها هو المفتاح. أو، مثل بيتكوين، حيث هو كل شئ.

ما هي الحوسبة الكمومية؟

هل تتذكر قطة شرودنجر المسكينة، وكيف كانت حية وميتة في نفس الوقت؟ توضح هذه التجربة الفكرية الشهيرة مفهوم التراكب: قدرة الأنظمة الكمومية على الوجود في حالات متعددة في وقت واحد، حتى يتم قياسها أو ملاحظتها. التزامات التمويل الحكومي لمجموع الكم تقريبا”https://thequantuminsider.com/2024/11/13/the-untapped-potential-of-ai-in-quantum-computing/” rel=”nofollow noopener noreferrer” الهدف=”_blank” العنوان=”https://thequantuminsider.com/2024/11/13/the-untapped-potential-of-ai-in-quantum-computing/” data-ga-track=”ExternalLink:https://thequantuminsider.com/2024/11/13/the-untapped-potential-of-ai-in-quantum-computing/” aria-label=”$40 billion,”> 40 مليار دولار بينما يبلغ إجمالي الاستثمارات الخاصة منذ عام 2021 نحو 8 مليارات دولار.

تسخر الحوسبة الكمومية هذه الخاصية لتحقيق ثورة في قوة المعالجة التي تجعل أقوى أجهزة الكمبيوتر اليوم تبدو وكأنها صخور غبية بالمقارنة. في حين أن أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية تستخدم البتات لمعالجة المعلومات على شكل 0 و1، فإن أجهزة الكمبيوتر الكمومية تستخدم الكيوبتات، والتي يمكن أن توجد في حالة تراكب. وهذا يسمح لأجهزة الكمبيوتر الكمومية بمعالجة كميات هائلة من البيانات بالتوازي، وحل المشكلات التي قد تستغرق أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية ملايين – أو حتى مليارات – السنين لحلها.

الميزة الرئيسية الأخرى لأجهزة الكمبيوتر الكمومية هي التشابك، حيث تصبح الكيوبتات مترابطة وتؤثر حالة أحدها على الفور على حالة الآخر، حتى عبر مسافات كبيرة. تمكن هذه الخصائص أجهزة الكمبيوتر الكمومية من إجراء العمليات الحسابية بسرعات أعلى من الأنظمة الكلاسيكية. ومع ذلك، فإن بناء أجهزة كمبيوتر كمومية موثوقة يمثل تحديًا كبيرًا بسبب مشكلات مثل معدلات الخطأ والحاجة إلى بيئات يمكن التحكم فيها بشكل كبير.

على عكس مراكز البيانات الكلاسيكية التي تعتمد على المراوح وإعدادات الممر الساخن/الممر البارد، تعمل أجهزة الكمبيوتر الكمومية في ظل ظروف قاسية. وللحفاظ على الحالات الكمومية الدقيقة للبتات الكمومية الخاصة بها، يجب تبريدها إلى ما يقرب من الصفر المطلق – وهو أبرد من الفضاء الخارجي – باستخدام أنظمة التبريد المتقدمة. وهذا يسلط الضوء على التحديات الهندسية الكبيرة لتوسيع نطاق التكنولوجيا الكمومية، بما يتجاوز البنية التحتية للحوسبة التقليدية.

تمثل شريحة Willow من Google خطوة إلى الأمام في التغلب على هذه التحديات، خاصة مع التقدم الذي حققته في تصحيح الأخطاء وتطوير “logical qubits,” والتي تعتبر ضرورية لتوسيع نطاق الأنظمة الكمومية. على الرغم من أننا لم نصل بعد إلى النقطة التي تستطيع فيها أجهزة الكمبيوتر الكمومية تعطيل الأنظمة الرئيسية، فإن كل اختراق يجعلنا أقرب إلى هذا الواقع.

التهديد: التعطيل الكمي للأنظمة الأمنية

إمكانات الحوسبة الكمومية”https://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:a2fdf02c-7b8a-4b38-b6b4-68b34cb636db/download_file?file_format=pdf&safe_filename=Federov%2Bedit2-AF-2-AL.pdf&type_of_work=Journal+article” rel=”nofollow noopener noreferrer” الهدف=”_blank” العنوان=”https://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:a2fdf02c-7b8a-4b38-b6b4-68b34cb636db/download_file?file_format=pdf&safe_filename=Federov%2Bedit2-AF-2-AL.pdf&type_of_work=Journal+article” data-ga-track=”ExternalLink:https://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:a2fdf02c-7b8a-4b38-b6b4-68b34cb636db/download_file?file_format=pdf&safe_filename=Federov%2Bedit2-AF-2-AL.pdf&type_of_work=Journal+article” aria-label=”break existing encryption methods”> كسر طرق التشفير الموجودة هي واحدة من آثارها الأكثر إثارة للقلق. على سبيل المثال، تعتمد العملات المشفرة مثل البيتكوين على التشفير غير المتماثل لتأمين المعاملات والمحافظ. يعتمد هذا التشفير على مسائل رياضية يصعب على أجهزة الكمبيوتر التقليدية حلها بشكل لا يصدق. ومع ذلك، يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية حل هذه المشكلات بشكل أسرع بشكل كبير.

ويقدر الخبراء أن الكمبيوتر الكمي الذي يحتوي على حوالي 13 مليون كيوبت يمكنه نظريًا كسر تشفير البيتكوين في يوم واحد. الأنظمة الكمومية الأكثر تقدمًا اليوم بعيدة كل البعد عن هذا المستوى، حيث لا تحتوي إلا على بضع مئات من الكيوبتات، لكن التقدم يتسارع. يعد هذا الجدول الزمني – الذي من المحتمل أن يكون خلال العقد القادم – قصيرًا عند النظر في الموثوقية طويلة المدى المطلوبة لتقنية blockchain والأنظمة المشفرة الأخرى.

أخبرني ماتي جرينسبان، مؤسس علم الاقتصاد الكمي، أن “تأثير الحوسبة الكمومية على البيتكوين سيعتمد على كيفية نشر التكنولوجيا. إذا كان الوصول غير متساوٍ، فيمكن أن نشهد فترة انتقالية “متزعزعة” حيث تكتسب بعض الجهات الفاعلة ميزة كبيرة على الآخرين. على الرغم من أن عملة البيتكوين ليست في خطر مباشر، إلا أن الشبكة ستتطلب في النهاية ترقية كبيرة للبنية التحتية لتظل آمنة. يجب على المطورين الأساسيين البدء في الاستعداد الآن لضمان مرونة بيتكوين في عالم يعتمد على الطاقة الكمومية.”

لا تقتصر المخاطر على blockchain. يمكن للحوسبة الكمومية أن تكشف البيانات الحساسة في مختلف الصناعات، من الخدمات المالية إلى الرعاية الصحية. يمكن أيضًا أن تتعرض أنظمة الذكاء الاصطناعي، التي تعتمد على البيانات المشفرة للتدريب والتشغيل، للخطر، مما يهدد الخصوصية وسلامة نماذج الذكاء الاصطناعي. يعد هذا بمثابة دعوة للاستيقاظ للمؤسسات للبدء في الانتقال إلى أساليب التشفير المقاومة للكم.

الإمكانات: الكم كمحفز للابتكار

وفي حين تشكل الحوسبة الكمومية مخاطر كبيرة، فإن قدرتها على دفع الابتكار مقنعة بنفس القدر.

بالنسبة للذكاء الاصطناعي، يمكن للحوسبة الكمومية أن تقلل بشكل كبير من الوقت اللازم لتدريب النماذج الكبيرة، مما يتيح إجراء التجارب والنشر بشكل أسرع. يمكن إكمال المهام التي تتطلب حاليًا أسابيع أو أشهر من الحساب في ساعات، مما يفتح إمكانيات جديدة لتطبيقات الذكاء الاصطناعي في مجالات مثل معالجة اللغة الطبيعية، واكتشاف الأدوية، ونمذجة المناخ.

يمكن للحوسبة الكمومية أيضًا أن تُحدث ثورة في مشاكل تحسين الذكاء الاصطناعي. على سبيل المثال، يمكن لصناعات مثل الخدمات اللوجستية والتصنيع أن تستفيد من قدرة الكم على إيجاد المسارات أو التكوينات الأكثر كفاءة، مما يوفر الوقت والموارد. في علم المواد، يمكن أن تؤدي عمليات المحاكاة الكمومية إلى اكتشاف مواد جديدة ذات خصائص تحويلية، من الموصلات الفائقة إلى البطاريات المتقدمة.

كما أشار كريستوفر بن، كبير علماء البيانات في TrustInsights.ai، إلى بعض النقاط المثيرة للاهتمام. “على مر السنين، قام وادي السيليكون بمراجعة توقعات AGI – الذكاء العام الاصطناعي – من كونها آلات واعية ومدركة لذاتها إلى “يمكنها القيام بمهام متوسطة بشكل أفضل من الأشخاص العاديين”. هذا التحول المخيب للآمال إلى حد ما يرجع إلى أن البنى الحاسوبية القائمة على السيليكون اليوم لا تستطيع توفير التوازي الهائل في الوقت الحقيقي الذي تتطلبه أشياء مثل الوعي. حتى دماغ الفأر يحتوي على أكثر من 70 مليون خلية عصبية مترابطة في شبكة عصبية ضخمة؛ مجرد تكرار هذه القوة الحاسوبية وحدها سيتطلب مئات الميغاواط من الطاقة وملايين وحدات معالجة الرسوميات. والفأر يعمل على الجبن والحلوى».

“إن الحوسبة الكمومية حتى الآن هي البنية الوحيدة التي يبدو أنها تعد بنوع من التوازي الضروري لإنشاء أجهزة كمبيوتر واعية ومدركة لذاتها. إنها لا تزال في أيامها الأولى. تعمل معظم أجهزة الكمبيوتر الكمومية بحوالي 1000 كيوبت، وهو أقل بكثير من التوازي الذي يمكن أن تعمله حتى الحشرة، ولكن الطريق إلى الأمام يبدو واضحًا. إذا استمرت التطورات الحديثة في تصحيح الأخطاء، فهناك طريق نحو الوعي الآلي في الحوسبة الكمومية بمجرد إضافة بضعة أصفار أخرى إلى عدد الكيوبتات المتوازية.

بالنسبة لتقنية blockchain، فإن إمكانات الكم ذات شقين. وفي حين أنها تهدد طرق التشفير الحالية، إلا أنها يمكن أن تساعد أيضًا في حل التحديات الحالية مثل قابلية التوسع. يمكن أن تدعم سلاسل الكتل الأسرع والأكثر كفاءة المتطلبات المتزايدة للتطبيقات اللامركزية، مما يتيح دمجًا أكثر سلاسة لتقنيات Web3 في الحياة اليومية.

من خلال دمج خوارزميات التشفير المقاومة للكم مثل تلك التي تم توحيدها بواسطة NIST أو تنفيذ توزيع المفتاح الكمي (QKD)، يمكن للبيتكوين الحماية ضد هجمات الحوسبة الكمومية. تم إنشاء الحوكمة اللامركزية، وهي حجر الزاوية في فلسفة البيتكوين، للسماح للمجتمع بالتكيف بشكل تعاوني مع البروتوكول وترقيته مع ظهور تحديات وتقنيات جديدة. ومع تقدم الأبحاث في مجال التشفير الكمي، يمكن ترقية بروتوكول بيتكوين من خلال نموذج الإدارة هذا لضمان بقائه آمنًا وقابلاً للتطبيق في مستقبل يعتمد على الكم.

الاستعداد للمستقبل الكمي

إن التقارب بين الحوسبة الكمومية والذكاء الاصطناعي وسلسلة الكتل يمثل تحديات وفرصًا. وللتخفيف من المخاطر مع الاستفادة من الفوائد، يجب على الصناعات أن تتحرك الآن. يعد الانتقال إلى خوارزميات التشفير المقاومة للكم خطوة أولى حاسمة. لقد قام المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) بالفعل بتطوير معايير للتشفير ما بعد الكمي، مما يوفر خارطة طريق للمؤسسات لتأمين أنظمتها.

بالإضافة إلى تحديثات التشفير، يستكشف الباحثون سلاسل الكتل الآمنة الكميًا والتي تدمج هذه الخوارزميات الجديدة. ستضمن هذه التطورات بقاء شبكات blockchain آمنة وموثوقة في مستقبل يعتمد على الكم. بالنسبة للذكاء الاصطناعي، فإن اعتماد خطوط الأنابيب وطرق التشفير الآمنة سيؤدي إلى حماية البيانات الحساسة والحفاظ على الثقة في الأنظمة التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي.

سيكون التعاون هو المفتاح. ومن الممكن أن تعمل الشراكات بين القطاعين العام والخاص على تسريع عملية تطوير وتبني الحلول المقاومة للكم. وسيكون الاستثمار في التعليم وتنمية القوى العاملة ضروريا أيضا لضمان حصول الصناعات على الخبرة اللازمة لخوض هذا التحول.

أين من هنا؟

في دافوس، غادرت الجلسة التي تناولت الحوسبة الكمومية وأنا أشعر بإلحاح الأمر. إن الإنجازات التي ناقشناها لم تعد احتمالات بعيدة المنال؛ لقد كانوا يقتربون بسرعة من الحقائق. إن إعلان Google عن شريحة Willow هو بمثابة تذكير بأن وقت العمل قد حان الآن.

ولكن في ظل كل هذه الإثارة والقلق المحيطين بالحوسبة الكمومية، هناك سؤال مهم غالبًا ما يظل بلا إجابة: لماذا نقبل حتمية أي شيء يريده عمالقة التكنولوجيا؟”https://www.forbes.com/sites/karlfreund/2024/12/11/has-google-turned-a-corner-in-quantum-and-ai-computing-/” الهدف=”_self” العنوان=”https://www.forbes.com/sites/karlfreund/2024/12/11/has-google-turned-a-corner-in-quantum-and-ai-computing-/” data-ga-track=”InternalLink:https://www.forbes.com/sites/karlfreund/2024/12/11/has-google-turned-a-corner-in-quantum-and-ai-computing-/” aria-label=”Google create”> إنشاء جوجل؟ يبدو الأمر كما لو أن العالم يُمسك بسيف ذي حدين ويهز كتفيه. “هذه آلة يمكنها حل أكبر مشاكل البشرية ولكنها أيضًا تفكيك الأمن العالمي كما نعرفه. استخدم بحكمة!

يبدو أن عبء ضمان أن الحوسبة الكمومية تخدم البشرية، بدلاً من الإضرار بها، يقع بشكل غير عادل على عاتق الجميع – الحكومات والمطورين والصناعات التي تسعى جاهدة لتخفيف التهديدات بينما تستمر شركات التكنولوجيا في جني الثمار. إذا كان للحوسبة الكمومية أن تعمل على تشكيل المستقبل بشكل مسؤول، فيجب على أولئك الذين يخترعونها أن يتقاسموا المساءلة، وأن يلتزموا بالضمانات الأخلاقية والنشر العادل كما يفعلون في تحقيق الاختراقات. لا يتعلق الأمر فقط ببناء التكنولوجيا؛ بل يتعلق الأمر ببناء مستقبل يستفيد منه الجميع ولا يترك بقية العالم ينظف المخاطر.

وسوف تتطلب الرحلة المقبلة الابتكار والبصيرة والمرونة. لكن المكافآت المحتملة -مستقبل سلاسل الكتل الأسرع، والذكاء الاصطناعي الأكثر ذكاءً، والاكتشافات العلمية الرائدة- تستحق كل هذا الجهد. الحوسبة الكمومية ليست مجرد قفزة تكنولوجية؛ إنها نقلة نوعية من شأنها أن تعيد تشكيل عالمنا. هل نحن مستعدون لاحتضان المستقبل الكمي؟