حوسبــة كموميــة عميــاء للجميــع!

أثبت الفيزيائيون أن العملاء الذين يمتلكون أجهزة كمبيوتر تقليدية فقط وليس أجهزة كمومية يمكنهم الاستعانة بمصادر حوسبة خارجية إلى الخوادم الكمومية التي تنفذ حوسبة كمية عمياء

حوسبــة كموميــة عميــاء للجميــع

للمرة الأولى، أثبت الفيزيائيون أن العملاء الذين يمتلكون أجهزة كمبيوتر تقليدية فقط - وليس أجهزة كمومية - يمكنهم الاستعانة بمصادر حوسبة خارجية إلى الخوادم الكمومية التي تنفذ حوسبة كمية عمياء. "عمياء" يعني أن الخوادم الكمومية لا تملك معلومات كاملة عن المهام التي تحوسبها، مما يضمن الحفاظ على مهام الحوسبة للعملاء آمنة. وحتى الآن، تتطلب اثباتات عمل كل الحوسبة الكمومية العمياء أن يكون لدى العملاء أجهزة كمومية خاصة بهم من أجل تفويض مهام الحوسبة الكمومية العمياء.
وقد نشر فريق من الفيزيائيين، بقيادة جيان وي بان وتشاو يانغ لو في جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين، ورقة حول بيان عمل الحوسبة الكمية العمياء للعملاء التقليديين في العدد الأخير من Physical Review Letters.
وقال لو لموقع Phys.org. "لقد أثبتنا لأول مرة أن العميل التقليدي كامل يمكنه أن يرسل الحسوبة الكمومية إلى خوادم كومية غير موثوقة مع الحفاظ الكامل على الخصوصية"
وتكمن الفكرة وراء الحوسبة الكمومية العمياء في أنه في حين أن هناك بعض المهام الحاسوبية التي يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية أن تؤديها أداء أفضل من أجهزة الكمبيوتر التقليدية، إلا أن الحوسبة الكمومية لا تزال تنطوي على أجهزة باهظة الثمن ومعقدة تجعل من المتعذر على العملاء العاديين الحصول عليها. لذلك، بدلا من أن يمتلك العملاء أجهزة الحوسبة الكمومية خاصة، توفر الحوسبة الكمومية العمياء للعملاء الاستعانة بمصادر خارجية لاتمام مهام الحوسبة الخاصة عبر الخوادم الكمومية التي تقوم بهذه المهمة لصالحهم. ومن المهم التأكد من أن الحوسبة الكمومية تتم بشكل أعمى، لأن العديد من التطبيقات المحتملة للحوسبة الكمومية سوف تتطلب على الأرجح درجة عالية من الأمن.
وعلى الرغم من أن العديد من بروتوكولات الحوسبة الكمية العمياء قد تم تنفيذها في السنوات القليلة الماضية، فإنها جميعا تتطلب شرط أن يكون للعملاء القدرة على أداء مهام كمية معينة، مثل إعداد أو قياس حالات كوبيت. ومن شأن إزالة هذا المطلب أن يوفر قدرا أكبر من النفاذ إلى الحوسبة الكمومية العمياء، لأن معظم العملاء لديهم أنظمة حوسبة تقليدية فقط.
في الدراسة الجديدة، أثبت الفيزيائيون تجريبيا أن العميل التقليدي يستطيع الاستعانة بمصادر خارجية لمشكلة بسيطة (تخويل رقم 15) إلى خادومين كميين لا يعرفان تماما المشكلة التي يحلانها. وذلك لأن كل ملقم يكمل جزءا من المهمة، وأنه من المستحيل جسديا للخوادم للاتصال مع بعضها البعض. للتأكد من أن الخوادم الكمومية تؤدي مهامها بأمانة، يمكن للعميل منحهما "مهاماً وهمية" والتي لا يمكن تمييزها عن المهمة الحقيقية لاختبار الصدق والصوابية.
ويتوقع الباحثون أن الطريقة الجديدة يمكن توسيعها لتحقيق حوسبة كمومية آمنة وذات مصادر خاريجة، والتي يمكن أن تنفذ يوما ما على الخوادم السحابية الكمومية quantum cloud servers وجعل قوة الحوسبة الكمومية متاحة على نطاق واسع.
وقال لو "أن بروتوكول الحوسبة الكمومية العمياء يعد تقنية مهمة للحفاظ على الخصوصية من أجل تأمين حوسبة سحابية كمومية وشبكات كمومية آمنة". وأضاف لو " تطبيق بروتوكولنا للحوسبة الكمومية الذي تم تنفيذه، يمكّن العملاء التقليديين تفويض المهام الحسابية إلى الخوادم" في السحابة "بشكل أعمى وصحيح دون امتلاك الأجهزة الكمومية بشكل مباشر، فهو يوفر الموارد ويجعل الحوسبة الكمومية قابلة للتوسع والانتشار".
يريد الفيزيائيون في المستقبل جعل الحوسبة الكمية العمياء أسهل للعملاء من خلال زيادة خفض المتطلبات.
وقال لو "اننا نخطط لدراسة بروتوكولات حوسبة كمية عمياء أكثر قوة مع تقليل الموارد المطلوبة وقيود اقل نظريا وتجريبيا". ويضيف "سوف نستكشف أيضا حوسبة كمية عمياء لمزيد من السيناريوهات التطبيقية، مثل الحوسبة الكمومية العمياء متعددة المستخدمين، والحوسبة الكمومية القابلة للتحقق علنا، والحوسبة الكمومية الآمنة متعددة الأطراف".

ترجمة: Omar Almay
مصدر: https://m.phys.org/news/2017-08-quantum.html