الحوسبة الكمية والدفاع (2)

سيكون البرنامج الرائد للتكنولوجيات الكمية التابع للمفوضية الأوروبية مبادرة بحثية واسعة النطاق تصل إلى مليار يورو (1.1 مليار دولار أمريكي) على مدى فترة عشر سنوات. الغرض منه هو التركيز على أربعة مجالات رئيسية للتكنولوجيا الكمومية: الاتصال والحساب والمحاكاة والاستشعار. في عام 2013 ، أعلنت حكومة المملكة المتحدة عن استثمار مدته خمس سنوات بقيمة 270 مليون يورو (422 مليون دولار أمريكي) لبرنامجها الوطني لتقنيات الكم ، والذي يهدف إلى "إنشاء حكومة متماسكة ومجتمع تكنولوجيا الكم والأوساط الأكاديمية" ، وكانت تقنيات الكم هي في أواخر عام 2018 موضوع التحقيق البرلماني في المملكة المتحدة. وقع الرئيس الفرنسي إيمانويل ماكرون مذكرة تفاهم مع رئيس وزراء أستراليا آنذاك مالكولم تيرنبول في مايو 2018 بشأن مشروع مشترك بين البلدين لتطوير وتسويق دائرة متكاملة من السيليكون. سيجمع هذا المشروع المشترك بين جهود الشركة الأسترالية Silicon Quantum Computing والمعهد الفرنسي للبحوث Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies. أخيرًا ، في سبتمبر 2018 ، أعلنت ألمانيا عن تمويل جديد لأبحاث التقنيات الكمية بقيمة 650 مليون يورو (771 مليون دولار أمريكي) للفترة 2018-22. سيجمع هذا المشروع المشترك بين جهود الشركة الأسترالية Silicon Quantum Computing والمعهد الفرنسي للبحوث Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies. أخيرًا ، في سبتمبر 2018 ، أعلنت ألمانيا عن تمويل جديد لأبحاث التقنيات الكمية بقيمة 650 مليون يورو (771 مليون دولار أمريكي) للفترة 2018-22. سيجمع هذا المشروع المشترك بين جهود الشركة الأسترالية Silicon Quantum Computing والمعهد الفرنسي للبحوث Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies. أخيرًا ، في سبتمبر 2018 ، أعلنت ألمانيا عن تمويل جديد لأبحاث التقنيات الكمية بقيمة 650 مليون يورو (771 مليون دولار أمريكي) للفترة 2018-22.

تستثمر روسيا أيضًا في الحوسبة الكمومية ، في مركز الكم الروسي ، لكنها لم تلتزم بنفس المستوى من الموارد مثل الدول الأخرى ولا تزال وراء الصين والولايات المتحدة. وقد يرتبط ذلك جزئيًا بالانخفاض العام في قدرة البحث العلمي الروسي منذ التسعينيات. ومع ذلك ، رفع الرئيس فلاديمير بوتين الإنفاق الوطني على البحث والتطوير (R&D) إلى 1 ٪ من الناتج المحلي الإجمالي لروسيا ، مع تخصيص 187 مليار راند (3 مليارات دولار أمريكي) للبحث والتطوير العلمي الأساسي في عام 2018. ومع ذلك ، فإن الاختراقات الأخيرة في المعلومات الكمية لم يكن العلم مدفوعًا بالباحثين الروس ، كما يتضح من المخاوف الأمريكية الصاخبة بشأن "الفجوة الكمية" المتنامية مع الصين ، دون الاهتمام المماثل بالتهديدات التي وجهتها روسيا في هذا المجال.

يشير مصطلح "التفوق الكمومي" إلى قدرة الكمبيوتر الكمومي على أداء مهام تتجاوز قدرة الحواسيب الفائقة التقليدية القوية اليوم. أعلنت Google عن معالج سعة 72 كيلو بايت في عام 2018 - متجاوزًا سجل IBM في العام السابق البالغ 50 كيلو بايت - وقالت إن الشريحة الجديدة قد تحقق التفوق الكمومي في غضون عام. ولكن ليس فقط عدد البتات الذي يهم. بدلًا من ذلك ، فإن مجموعة من العوامل - بما في ذلك "عمق" الدائرة الكمومية ، أو عدد العمليات المنطقية التي يمكن أن تؤديها قبل تكاثر الأخطاء - تؤثر على القوة الحسابية الحقيقية التي أطلق عليها باحثو IBM "الحجم الكمّي". تشارك Intel وجهة النظر القائلة بأن التقنيات الكمومية معقدة بشكل لا يصدق وستتطلب وقتًا كبيرًا لتحسين التطبيقات التجارية.

كما أنه يجدر النظر في معنى التقنيات الكمومية بالنسبة للجغرافيا السياسية. هناك أسباب تدعو إلى القلق من أن ظهور التقنيات الكمومية لن يؤدي إلا إلى تفاقم الفجوة الرقمية بين الأمم وزيادة التباينات الأمنية. على سبيل المثال ، يمكن أن يكون تحليل التشفير الكمي نظريًا هدفًا كبيرًا لتحقيق التعادل ، ولكنه في الواقع قد يصبح متاحًا فقط للبلدان الغنية والمتقدمة التي يمكنها تحمل تكاليف تشغيل الأصول المطلوبة. إذا كان بإمكان حفنة مختارة من البلدان فرض الشفافية على اتصالات خصومهم وحماية اتصالاتهم من خلال خوارزميات تشفير ما بعد الكم ، فقد تستمر علاقات الهيمنة، يمكن أن ينطبق الأمر نفسه على المعالجة الضخمة للبيانات لتقديم مزايا استخباراتية وتشغيلية في الوقت الفعلي للدول المتقدمة تقنيًا.

وعلى العكس من ذلك ، فإن تطوير ونشر التقنيات الكمومية على نطاق واسع قد يقلل بمرور الوقت من الميزة النسبية لبعض القوى. إذا تمكنت كل حكومة من تأمين اتصالاتها ، ومعالجة بيانات الاستخبارات بمقياس وسرعة لم يسبق لهما مثيل ، واكتشاف الأصول العسكرية الأجنبية في الجو أو تحت سطح البحر ، فمن الممكن ملاحظة تأثير التسوية. كل ما يمكن أن يكون مؤكدًا في هذه المرحلة هو أن التفوق الكمي التقني أمر لا مفر منه وقريب من متناول اليد ، وأن الآثار المدمرة للتكنولوجيات الكمومية ستؤدي على الأرجح إلى قيام البلدان بتغيير مواقفها الدفاعية.

وجدير بالذكر ان الكمبيوتر التقليدي الذي تقوم باستخدامه الآن يستخدم الثنائيات أو "البتات"، والتي تخزن في شكل واحد أو صفر، أما حواسيب الكوانتم فإنها تستخدم وحدة تخزينية مختلفة للبيانات تسمى "الكيوبيت"، والذي يعتمد على فكرة غاية في السحرية والغموض تسمى "التراكب الكمي"، الذي يسمح له بالتواجد في عدة حالات في نفس الوقت، مثل أن يكون صفرًا وواحد في نفس الوقت، ولذلك، فإن الحواسيب الكلاسيكية قادرة على ممارسة عملية حسابية واحدة فقط في اللحظة، أما الحواسيب الكمومية فإن خواصها الغريبة وغير المفهومة حتى الآن، تسمح لها بإجراء عدة عمليات متوازية في نفس الوقت. في كل مرة تدخل على موقع إنترنت يبدأ عنوانه بـ "HTTPS"، فإن البيانات التي تقوم بإرسالها أو استقبالها تكون مشفرة بمفتاح تشفيري عام، وهو الشيء الذي كان اختراعًا ثوريًا في السبعينات، فقبل ذلك، كان التشفير شيئًا حصريًا للجواسيس والحكومات. الحاسوب الكمي قادر على اختراق أقوى أساليب التشفير العام الحالية، مثل خوارزمية التشفير RSA، التي يعتمد أمانها على طولها البالغ بسبب عدم وجود خوارزميات حتى الآن قادرة على تحليل عدة عوامل بسرعة عالية، فصحيح أنه في 2009 استطاعت الوسائل الكلاسيكية أن تفك شفرة خوارزمية RSA مكونة من 768 بت، لكنك ستتفاجأ عندما تعرف أن هذا استغرق سنتين متواصلتين ومئات من الحواسيب، أما كسر شفرة تصل بطولها إلى 1024 بت، وهو الرقم التقليدي للمعاملات التجارية على الإنترنت، فإن هذا سيستغرق وقتًا أطول بألف مرة، الحواسيب الكمية قادرة على فك هذه الشفرة أسرع بكثير، اعتمادًا على قدرة أدائها للعمليات بشكل متوازٍ.

الوثيقة المسربة ذكرت بالنص: "إن تطبيق التكنولوجيا الكمية على خوارزميات التشفير يهدد بتأثيرات دراماتيكية على قدرات الحكومة الأمريكية على كلٍ من حماية اتصالاتها، والتنصت على اتصالات الحكومات الأجنبية".

الاستخبارات الأمريكية في قلق من وصول أحد قبلها لهذه التكنولوجيا، وهو ما أعربت عنه في الوثائق المسربة عندما ذكرت منافسي الولايات المتحدة في الوصول إلى الحواسيب الكمومية مثل الاتحاد الأوروبي وسويسرا، هذا التسريب هو لكمة في وجه الشركة الكندية التي قامت ببيع أنظمة حاسوب كمومية أولية لجوجل وناسا، تسمى "دي ويف"، فمع أن الشركة تقر أنها لا تبيع أجهزة حاسوب كمومية كاملة الوظيفة، وأنها غير قادرة على فك التشفيرات، إلا إنها استطاعت أداء عمليات حسابية بسرعة كمومية في مجموعة متنوعة من المهام الحاسوبية.  

هناك تحديان صعبان في بناء الحواسيب الكمومية، الأول هو طبيعتها بالغة الهشاشة لأنها تتكون من ذرات مفردة وفوتونات وإلكترونات، ولذلك، فإنك إذا فشلت في حمايتها من البيئة المحيطة فإنها سوف تكون بلا قيمة، أما الثاني، والأكثر صعوبة على الإطلاق، فهو رفع عدد "الكيوبيتات" التي تكون هذا الحاسوب. الخبراء يقولون إن العقبة الأعظم أمام كسر التشفير بحاسوب كمومي هو في بناء حاسوب به عدد كافٍ من الكيوبيتات، بسبب هشاشة وضعها المعروفة، لكن الوكالة نجحت بالفعل في الحصول على بعض الكيوبيتات، والتي وصفتها الوثيقة المسربة بأنها "سيطرة كمومية كاملة على اثنتين من كيوبيتات مصنوعة من أشباه الموصلات"، وهي خطوة عظيمة، لكنها ما تزال خطوة صغيرة على الطريق نحو بناء حاسوب كمومي ضخم.