قطة كوانتوم من آي بي إم تزأر: إنجاز 120 كيوبيت يدفع خطر تشفير بيتكوين أقرب

حققت IBM أحدث تقدم في مجال الحوسبة الكمية مما قرب عالم العملات الرقمية قليلاً من سيناريو الكابوس الخاص به—حاسوب قادر على كسر تشفير Bitcoin.

في تقرير نُشر في وقت سابق من هذا الشهر، أفاد الباحثون في IBM أنهم قاموا بإنشاء حالة كمومية متشابكة مكونة من 120 كيوبت - وهو الأكثر أهمية والأكثر استقرارًا من نوعه حتى الآن.

تجربة، موصوفة في ورقة بعنوان “القطط الكبيرة: التشابك في 120 كيوبت وما بعدها”، تُظهر تشابكًا حقيقيًا متعدد الأطراف عبر جميع الكيوبتات - خطوة رئيسية نحو الحواسيب الكمومية القادرة على تحمل الأخطاء والتي يمكن يومًا ما أن تشغل خوارزميات قوية بما يكفي لكسر التشفير الحديث.

“نسعى لإنشاء حالة موارد متشابكة كبيرة على حاسوب كمي باستخدام دائرة تم تقليل ضوضائها”، كتب الباحثون. “نستخدم تقنيات من نظرية الرسوم البيانية، ومجموعات الاستقرار، وإلغاء حساب الدوائر لتحقيق هذا الهدف.”

يصل التقرير في ظل التقدم السريع والمنافسة المتزايدة بين الشركات التكنولوجية الكبرى لتطوير حواسيب كمية عملية. تتجاوز إنجازات IBM تلك الخاصة بـ Google Quantum AI، حيث قام شريحة Willow ذات 105 كيوبت الأسبوع الماضي بتشغيل خوارزمية فيزيائية أسرع من أي كمبيوتر كلاسيكي يمكنه محاكاتها.

بناء قطة أكبر

في الدراسة، استخدم فريق IBM فئة من الحالات الكمومية المعروفة باسم حالات غرينبرغر-هورن-زيلينغر، وغالبًا ما تُسمى “حالات القطط” نسبةً إلى تجربة شروينغر الشهيرة الفكرية.

حالة GHZ هي نظام يوجد فيه كل كيوبت في حالة تراكب بين أن يكون جميعها صفرًا وجميعها واحدًا في نفس الوقت. إذا تغير كيوبت واحد، فإن جميعها تتغير - وهو شيء مستحيل في الفيزياء الكلاسيكية.

“بالإضافة إلى فائدتها العملية، تم استخدام حالات GHZ تاريخياً كمعيار في منصات الكم المختلفة مثل الأيونات، والم superconductors، والذرات المحايدة، والفوتونات،” كتبوا. “يحدث هذا بسبب حقيقة أن هذه الحالات حساسة للغاية لعيوب التجربة—في الواقع، يمكن استخدامها لتحقيق استشعار كمي عند حد هايزنبرغ،” قالوا، مشيرين إلى الحد الأقصى على دقة القياس في الفيزياء الكمومية.

للوصول إلى 120 كيوبت، استخدم باحثو IBM الدوائر الفائقة التوصيل ومترجمًا تكيفيًا قام بتعيين العمليات إلى أقل المناطق ضوضاءً في الشريحة.

لقد استخدموا أيضًا عملية تسمى عدم الحساب المؤقت، حيث يفصلون مؤقتًا الكيوبتات التي انتهت من دورها، مما يسمح لها بالراحة في حالة مستقرة قبل إعادة توصيلها لاحقًا.

إلى أي مدى هو “كوانتي” حقًا؟

تم قياس جودة النتيجة باستخدام الدقة، وهي مقياس لمدى قرب الحالة المنتجة من الحالة الرياضية المثالية.

تعني دقة 1.0 التحكم المثالي؛ 0.5 هي العتبة التي تؤكد الارتباط الكمي الكامل. سجلت حالة GHZ المكونة من 120 كيوبت من IBM 0.56، وهو ما يكفي لإثبات أن كل كيوبت ظل جزءًا من نظام واحد متماسك.

التحقق مباشرة من مثل هذه النتائج غير ممكن حسابياً—سيستغرق اختبار جميع تكوينات 120 كيوبت وقتاً أطول من عمر الكون.

بدلاً من ذلك، اعتمدت IBM على طريقتين إحصائيتين مختصرتين: اختبارات تذبذب التكافؤ، التي تتعقب أنماط التداخل الجماعية، وتقدير الموثوقية المباشرة، الذي يقوم بأخذ عينات عشوائية من مجموعة فرعية من الخصائص القابلة للقياس للحالة تُسمى المثبتات.

يعمل كل مثبت كتشخيص، مؤكداً ما إذا كانت أزواج الكيوبتات تظل متزامنة.

لماذا الأمر مهم لبيتكوين

بينما لا تزال بعيدة عن تشكيل تهديد تشفير حقيقي، فإن الاختراق الذي حققته شركة IBM يقرب التجارب خطوة أخرى من تعريض 6.6 مليون BTC—التي تقدر بحوالي 767.28 مليار دولار—والتي حذرت منها مجموعة أبحاث الحوسبة الكمومية Project 11 بأنها معرضة لهجوم كمي.

تشمل هذه العملات المعرضة للخطر تلك المملوكة لمؤسس بيتكوين ساتوشي ناكاموتو.

“هذه واحدة من أكبر الجدل حول بيتكوين: ماذا نفعل بعملات ساتوشي. لا يمكنك تحريكها، ومن المفترض أن ساتوشي قد رحل،” قال أليكس برودن، مؤسس مشروع 11. “ماذا يحدث لتلك البيتكوين؟ إنها جزء كبير من العرض. هل تقوم بحرقها، أو إعادة توزيعها، أو ترك حاسوب كمي يحصل عليها؟ هذه هي الخيارات الوحيدة.”

عندما يكشف عنوان البيتكوين عن مفتاحه العام، يمكن لجهاز كمبيوتر كمي قوي بما فيه الكفاية، نظريًا، إعادة بنائه والاستيلاء على الأموال قبل التأكيد. بينما لا يمتلك نظام IBM المكون من 120 كيوبت القدرة بنفسه، فإنه يظهر تقدمًا نحو هذا النطاق.

مع استهداف IBM للأنظمة المقاومة للأخطاء بحلول عام 2030—وGoogle وQuantinuum يسعيان لتحقيق أهداف مشابهة—تزداد جدولة التهديد الكمي للأصول الرقمية واقعية.