يناقش مقال آن نيوبير في Foreign Affairs كيف يمكن للتقنيات الكمية أن تتحول إلى أزمة كبرى في الأمن القومي، على غرار التحولات التي أحدثتها القنبلة النووية، والإلكترونيات الدقيقة، والإنترنت، والذكاء الاصطناعي في مراحل سابقة. يوضح المقال أن الخطر الأبرز يكمن في قدرة الحواسيب الكمية المستقبلية على كسر أنظمة التشفير المستخدمة اليوم لحماية أسرار الدول والمعاملات المالية والبيانات الحساسة، خصوصًا أن الصين وروسيا تجمعان بالفعل بيانات أميركية مشفرة على أمل فكها لاحقًا عند امتلاك القدرة الكمية. ولا يقتصر التهديد على التشفير، بل يمتد إلى الاستشعار الكمي الذي قد يسمح للجيوش بالعمل في بيئات محرومة من GPS، واكتشاف الأهداف الشبحية، وتجاوز أنظمة التشويش والملاحة التقليدية. كما يعرض المقال السباق المتصاعد بين الولايات المتحدة والصين في الحوسبة والاتصالات والاستشعار الكمي، ودور روسيا ودول بريكس في بناء تعاون كمي بديل، مقابل سعي واشنطن وحلفائها لتأمين سلاسل الإمداد وتطوير تشفير مقاوم للحوسبة الكمية. ويخلص المقال إلى أن الاستعداد للأزمة لا يحتمل الانتظار، إذ يجب حماية أسرار اليوم بتشفير لا تستطيع حواسيب الغد كسره، مع بناء بنية تحتية عالمية آمنة قبل أن يتحول التفوق الكمي إلى أداة لاختراق الأمن القومي وإعادة تشكيل ميزان القوة العسكرية والتكنولوجية.
The Coming Quantum National Security Crisis
كل عقدين تقريبًا، تظهر تكنولوجيا جديدة تقلب حسابات الأمن القومي رأسًا على عقب. ففي أربعينيات وخمسينيات القرن العشرين، أرست القنابل الذرية والهيدروجينية مفهوم الردع النووي. وفي سبعينيات وثمانينيات القرن نفسه، قادت الإلكترونيات الدقيقة إلى ابتكار أسلحة التخفي والأسلحة الدقيقة والشبكات الرقمية المبكرة. وفي تسعينيات القرن العشرين، أعاد الإنترنت ونشر نظام تحديد المواقع العالمي “GPS” تشكيل الاتصالات. أما الآن، فمن الواضح أن الذكاء الاصطناعي يغذي الأسلحة الذاتية التشغيل ويعزز القدرات السيبرانية، لكن قريبًا ستكون التقنيات الكمية هي التي ستحول مجالات متعددة، من كشف أسرار الأمن القومي إلى إسقاط القوة العسكرية.
تعمل التقنيات الكمية من خلال استغلال السلوك الغريب للجسيمات متناهية الصغر. ولذلك تستطيع القيام بأشياء لا تستطيع التقنيات التقليدية القيام بها، مثل قياس الموقع بدقة مع البقاء خارج الشبكة تمامًا، وفي النظرية، كسر أنظمة التشفير المستخدمة على نطاق واسع اليوم. فالحاسوب الفائق التقليدي سيحتاج إلى نحو 300 تريليون سنة، وباستخدام “القوة الغاشمة”، لكسر تشفير شائع يُعرف بمفتاح RSA بطول 2048 بت. أما الحاسوب الكمي، فيمكنه نظريًا فك تشفير المفتاح نفسه، المستخدم لحماية السجلات الطبية والمعاملات المالية وأسرار الدولة، في أقل من ثماني ساعات. كما أن الابتكارات في مجال الاستشعار الكمي ستمكّن الجيوش قريبًا من العمل في بيئات “محرومة من GPS”، حيث تكون إشارات الأقمار الصناعية محجوبة أو معطلة أو غير متاحة.
وعلى الرغم من أن هذا المستقبل يبدو بعيدًا، فإنه ليس كذلك. فوفقًا لتقارير صادرة عن وكالات الاستخبارات الأميركية، يقوم خصوم الولايات المتحدة بالفعل بجمع البيانات الأميركية المشفرة على أمل أن يتمكنوا من قراءتها عندما يحصلون على القدرات الكمية، سواء بعد خمس سنوات أو عشر. وتستثمر الصين، على وجه الخصوص، في الاتصالات الكمية وأدوات التشفير. وعلى واشنطن وحلفائها أن يفعلوا كل ما في وسعهم للفوز بالسباق الكمي، مع الاستعداد أيضًا لعالم قد تبني فيه بكين أو موسكو حاسوبًا كميًا أولًا. وبصورة أكثر إلحاحًا، يعني ذلك تشفير أسرار اليوم باستخدام تشفير أكثر تقدمًا لا يمكن كسره في المستقبل.
تعمل التقنيات الكمية من خلال استغلال السلوك الغريب للجسيمات متناهية الصغر. ولذلك تستطيع القيام بأشياء لا تستطيع التقنيات التقليدية القيام بها، مثل قياس الموقع بدقة مع البقاء خارج الشبكة تمامًا، وفي النظرية، كسر أنظمة التشفير المستخدمة على نطاق واسع اليوم. فالحاسوب الفائق التقليدي سيحتاج إلى نحو 300 تريليون سنة، وباستخدام “القوة الغاشمة”، لكسر تشفير شائع يُعرف بمفتاح RSA بطول 2048 بت. أما الحاسوب الكمي، فيمكنه نظريًا فك تشفير المفتاح نفسه، المستخدم لحماية السجلات الطبية والمعاملات المالية وأسرار الدولة، في أقل من ثماني ساعات. كما أن الابتكارات في مجال الاستشعار الكمي ستمكّن الجيوش قريبًا من العمل في بيئات “محرومة من GPS”، حيث تكون إشارات الأقمار الصناعية محجوبة أو معطلة أو غير متاحة.
وعلى الرغم من أن هذا المستقبل يبدو بعيدًا، فإنه ليس كذلك. فوفقًا لتقارير صادرة عن وكالات الاستخبارات الأميركية، يقوم خصوم الولايات المتحدة بالفعل بجمع البيانات الأميركية المشفرة على أمل أن يتمكنوا من قراءتها عندما يحصلون على القدرات الكمية، سواء بعد خمس سنوات أو عشر. وتستثمر الصين، على وجه الخصوص، في الاتصالات الكمية وأدوات التشفير. وعلى واشنطن وحلفائها أن يفعلوا كل ما في وسعهم للفوز بالسباق الكمي، مع الاستعداد أيضًا لعالم قد تبني فيه بكين أو موسكو حاسوبًا كميًا أولًا. وبصورة أكثر إلحاحًا، يعني ذلك تشفير أسرار اليوم باستخدام تشفير أكثر تقدمًا لا يمكن كسره في المستقبل.
قفزة كمية
نظرًا إلى أن الحوسبة الكمية تمتلك القدرة على كسر التشفير الأكثر استخدامًا على نطاق واسع من قبل الحكومات والأفراد على حد سواء، فمن الصعب المبالغة في تقدير التهديد الذي تمثله للأمن القومي. فالتشفير الذي يؤمّن جزءًا كبيرًا من الإنترنت اليوم يعتمد على صعوبة حل الحواسيب التقليدية لبعض المسائل الرياضية، مثل تحليل الأعداد الضخمة إلى عواملها. غير أن من المتوقع أن تنجز الحواسيب الكمية بعض هذه العمليات الحسابية بكفاءة أعلى بكثير، ما يمكّن المهاجمين من كسر الشفرات والاستيلاء على البيانات الحساسة.
لا توجد مثل هذه الآلات بعد، ومن الصعب التنبؤ بموعد دخولها الخدمة. لكن التطورات الأخيرة تشير إلى أن حاسوبًا كميًا قد يكون قادرًا على كسر بعض أشكال التشفير الشائعة الاستخدام على الأقل خلال السنوات القليلة المقبلة. والأهم من ذلك أن خصوم الولايات المتحدة لا ينتظرون ظهور الحاسوب الكمي. فقد جمعت الصين وروسيا بالفعل أسرارًا أميركية مشفرة، مراهنة على أن بعض هذه المعلومات سيظل مهمًا عندما تمتلكان الأدوات اللازمة لفك تشفيره.
ولا تقتصر تداعيات التقنيات الكمية على الأمن القومي في مجال التشفير وحده. فالمستشعرات الكمية تستطيع قياس الزمن والفروق في الحقول الجاذبية والمغناطيسية بحساسية ودقة غير مسبوقتين. وقد تُستخدم هذه المستشعرات في نهاية المطاف لاكتشاف المركبات الشبحية أو توجيه الجيوش عبر بيئات محرومة من GPS. وهذا مفيد بصورة خاصة للولايات المتحدة، لأن الصين تحقق تقدمًا في مجال التشويش على GPS، الذي يعتمد عليه الجيش الأميركي وحلفاؤه في الذخائر الموجهة بدقة والطائرات المسيّرة. تاريخيًا، إذا قامت دولة ما بالتشويش على GPS، وهو نظام تملكه وتديره الحكومة الأميركية، فإنها تخاطر بتعطيل قواتها نفسها. لكن الصين تمتلك الآن منظومة الملاحة الخاصة بها “BeiDou-3” من الأقمار الصناعية، ما يسمح لها بنشر مشوشات GPS قوية في مسارح عمليات مثل بحر الصين الجنوبي، بينما تبقى أصولها هي عاملة. غير أن المستشعرات الكمية تقدم مسارًا للالتفاف على النظام الصيني، لأنها توفر مصدرًا محليًا دقيقًا لتحديد الموقع والتوقيت لا يعتمد على GPS أو على أي إشارة قمر صناعي.
حتى الآن، وفي ما يتعلق بالمجال الكمي، تحتفظ الولايات المتحدة بتفوق تقني في العتاد، ويأتي جزء كبير من تقدمها مدفوعًا بشركات خاصة، من بينها IBM وغوغل وعدد من الشركات الناشئة. أما الصين، في المقابل، فقد حددت المجال الكمي باعتباره إحدى أولوياتها الكبرى في خطتها الخمسية للفترة 2026–2030، وتُركّز معظم أبحاثها وتطويرها ضمن مراكز موجهة من الدولة، مثل مختبر خفي الوطني. ورغم أن الاستثمارات الصينية الأولى ركزت على بناء شبكة اتصالات كمية آمنة، فإن البلاد حققت أيضًا تقدمًا في الحوسبة الكمية خلال السنوات القليلة الماضية، وهي تطور بالفعل مستشعرات كمية لغواصاتها وطائراتها الشبحية، مدفوعة بإمكانية امتلاك أنظمة تتجاوز التقنيات التقليدية ولا تقيدها ضوابط التصدير الحالية.
ومع انتقال التنافس الأميركي-الصيني إلى ما يتجاوز مجال البحث، ليشمل استثمارات بمليارات الدولارات في عتاد متخصص، بدأت تكتلات تكنولوجية متنافسة في الظهور أيضًا. فقد انضمت الولايات المتحدة، على سبيل المثال، إلى حلفاء كميين بارزين مثل فرنسا واليابان والمملكة المتحدة لتشكيل “مجموعة تطوير الكم” المؤلفة من 13 دولة، بهدف تأمين سلاسل الإمداد العالمية وحماية مصالح الأمن القومي من التهديدات الكمية الناشئة. وفي المقابل، تتعاون الصين بالفعل مع دول مجموعة بريكس، وعلى رأسها روسيا، التي تمتلك قدرات عالمية المستوى في العلوم الفيزيائية والرياضيات والتشفير.
لا تتوافر معلومات كثيرة علنًا عن الجهود الكمية الروسية. وعلى الرغم من أن البلاد تركز على تطوير أدوات عسكرية للحرب في أوكرانيا، فإنها متقدمة بالفعل في تطوير خوارزميات التشفير، وهو ما قد يساعدها على بناء حاسوب كمي أصغر، لكنه يظل قادرًا. ومنذ غزوها الشامل لأوكرانيا عام 2022، أقامت روسيا علاقات أوثق مع الصين. وفي أواخر عام 2023، عرض البلدان ما وصفاه بأنه “رابط كمي آمن”، من خلال نقل معلومات فوريًا بين أقمار صناعية صينية ومحطات أرضية صينية وروسية تبعد عن بعضها 2400 ميل، مع ما قيل إنه خطر معدوم عمليًا للتنصت. ونظرًا إلى أن الاتصالات الكمية تعتمد على الخصائص الفيزيائية للجسيمات الكمية، فإن مجرد فعل التنصت يربك الإشارة، وينبه الطرفين فورًا إلى أن الاتصال قد تعرض للاختراق. وفي أوائل عام 2025، أجرت الصين عرضًا مشابهًا مع جنوب أفريقيا، ربطت فيه محطات تفصل بينها أكثر من 8000 ميل.
يشكك العلماء في الولايات المتحدة وأوروبا في قيمة هذه التقنيات، لأنها تحتاج إلى تشفير تقليدي للتحقق من طرفي الرابط، ومن ثم فإنها لا تزال تنطوي على نقاط ضعف. ومع ذلك، فإن هذه العروض مع أعضاء آخرين في بريكس تشير إلى أن بكين ربما تضع الأساس لتعاون كمي أوسع داخل الكتلة، قد يمتد أيضًا إلى الحوسبة والاستشعار.
لا توجد مثل هذه الآلات بعد، ومن الصعب التنبؤ بموعد دخولها الخدمة. لكن التطورات الأخيرة تشير إلى أن حاسوبًا كميًا قد يكون قادرًا على كسر بعض أشكال التشفير الشائعة الاستخدام على الأقل خلال السنوات القليلة المقبلة. والأهم من ذلك أن خصوم الولايات المتحدة لا ينتظرون ظهور الحاسوب الكمي. فقد جمعت الصين وروسيا بالفعل أسرارًا أميركية مشفرة، مراهنة على أن بعض هذه المعلومات سيظل مهمًا عندما تمتلكان الأدوات اللازمة لفك تشفيره.
ولا تقتصر تداعيات التقنيات الكمية على الأمن القومي في مجال التشفير وحده. فالمستشعرات الكمية تستطيع قياس الزمن والفروق في الحقول الجاذبية والمغناطيسية بحساسية ودقة غير مسبوقتين. وقد تُستخدم هذه المستشعرات في نهاية المطاف لاكتشاف المركبات الشبحية أو توجيه الجيوش عبر بيئات محرومة من GPS. وهذا مفيد بصورة خاصة للولايات المتحدة، لأن الصين تحقق تقدمًا في مجال التشويش على GPS، الذي يعتمد عليه الجيش الأميركي وحلفاؤه في الذخائر الموجهة بدقة والطائرات المسيّرة. تاريخيًا، إذا قامت دولة ما بالتشويش على GPS، وهو نظام تملكه وتديره الحكومة الأميركية، فإنها تخاطر بتعطيل قواتها نفسها. لكن الصين تمتلك الآن منظومة الملاحة الخاصة بها “BeiDou-3” من الأقمار الصناعية، ما يسمح لها بنشر مشوشات GPS قوية في مسارح عمليات مثل بحر الصين الجنوبي، بينما تبقى أصولها هي عاملة. غير أن المستشعرات الكمية تقدم مسارًا للالتفاف على النظام الصيني، لأنها توفر مصدرًا محليًا دقيقًا لتحديد الموقع والتوقيت لا يعتمد على GPS أو على أي إشارة قمر صناعي.
حتى الآن، وفي ما يتعلق بالمجال الكمي، تحتفظ الولايات المتحدة بتفوق تقني في العتاد، ويأتي جزء كبير من تقدمها مدفوعًا بشركات خاصة، من بينها IBM وغوغل وعدد من الشركات الناشئة. أما الصين، في المقابل، فقد حددت المجال الكمي باعتباره إحدى أولوياتها الكبرى في خطتها الخمسية للفترة 2026–2030، وتُركّز معظم أبحاثها وتطويرها ضمن مراكز موجهة من الدولة، مثل مختبر خفي الوطني. ورغم أن الاستثمارات الصينية الأولى ركزت على بناء شبكة اتصالات كمية آمنة، فإن البلاد حققت أيضًا تقدمًا في الحوسبة الكمية خلال السنوات القليلة الماضية، وهي تطور بالفعل مستشعرات كمية لغواصاتها وطائراتها الشبحية، مدفوعة بإمكانية امتلاك أنظمة تتجاوز التقنيات التقليدية ولا تقيدها ضوابط التصدير الحالية.
ومع انتقال التنافس الأميركي-الصيني إلى ما يتجاوز مجال البحث، ليشمل استثمارات بمليارات الدولارات في عتاد متخصص، بدأت تكتلات تكنولوجية متنافسة في الظهور أيضًا. فقد انضمت الولايات المتحدة، على سبيل المثال، إلى حلفاء كميين بارزين مثل فرنسا واليابان والمملكة المتحدة لتشكيل “مجموعة تطوير الكم” المؤلفة من 13 دولة، بهدف تأمين سلاسل الإمداد العالمية وحماية مصالح الأمن القومي من التهديدات الكمية الناشئة. وفي المقابل، تتعاون الصين بالفعل مع دول مجموعة بريكس، وعلى رأسها روسيا، التي تمتلك قدرات عالمية المستوى في العلوم الفيزيائية والرياضيات والتشفير.
لا تتوافر معلومات كثيرة علنًا عن الجهود الكمية الروسية. وعلى الرغم من أن البلاد تركز على تطوير أدوات عسكرية للحرب في أوكرانيا، فإنها متقدمة بالفعل في تطوير خوارزميات التشفير، وهو ما قد يساعدها على بناء حاسوب كمي أصغر، لكنه يظل قادرًا. ومنذ غزوها الشامل لأوكرانيا عام 2022، أقامت روسيا علاقات أوثق مع الصين. وفي أواخر عام 2023، عرض البلدان ما وصفاه بأنه “رابط كمي آمن”، من خلال نقل معلومات فوريًا بين أقمار صناعية صينية ومحطات أرضية صينية وروسية تبعد عن بعضها 2400 ميل، مع ما قيل إنه خطر معدوم عمليًا للتنصت. ونظرًا إلى أن الاتصالات الكمية تعتمد على الخصائص الفيزيائية للجسيمات الكمية، فإن مجرد فعل التنصت يربك الإشارة، وينبه الطرفين فورًا إلى أن الاتصال قد تعرض للاختراق. وفي أوائل عام 2025، أجرت الصين عرضًا مشابهًا مع جنوب أفريقيا، ربطت فيه محطات تفصل بينها أكثر من 8000 ميل.
يشكك العلماء في الولايات المتحدة وأوروبا في قيمة هذه التقنيات، لأنها تحتاج إلى تشفير تقليدي للتحقق من طرفي الرابط، ومن ثم فإنها لا تزال تنطوي على نقاط ضعف. ومع ذلك، فإن هذه العروض مع أعضاء آخرين في بريكس تشير إلى أن بكين ربما تضع الأساس لتعاون كمي أوسع داخل الكتلة، قد يمتد أيضًا إلى الحوسبة والاستشعار.
كاسرو الشيفرات
بدأت واشنطن بالفعل اتخاذ خطوات للاستعداد لعالم يمتلك فيه خصومها تقنيات كمية. فمنذ عام 2016، تنافس خبراء التشفير حول العالم ضمن مشروع تابع للمعهد الوطني الأميركي للمعايير والتكنولوجيا لتطوير خوارزميات جديدة قادرة على مقاومة هجوم من حاسوب كمي. وفي آب/أغسطس 2024، اعتمد المعهد مجموعة أولية من هذه الخوارزميات كمعايير، وبدأت شركات كبرى في البنية التحتية للإنترنت بنشرها دوليًا. وتستخدم كل شركة إنترنت كبرى، بما في ذلك غوغل وفيسبوك، التشفير المقاوم للحوسبة الكمية بدرجة ما. لكن هذه المعايير الجديدة لم تُمدد بعد إلى بروتوكولات إنترنت أخرى، بما في ذلك الأنظمة التي تصادق على أن المواقع الإلكترونية آمنة للاستخدام. وقد قالت الحكومة الأميركية إن جميع الوكالات الفيدرالية ستستخدم التشفير المقاوم للحوسبة الكمية بحلول عام 2035، لكن من الممكن أن تكسر الحواسيب الكمية تشفير الحكومة قبل ذلك الموعد. وتشير ورقة حديثة صادرة عن غوغل إلى أن كسر نوع من التشفير يؤمّن معظم اتصالات الإنترنت قد يتطلب موارد أقل بكثير مما كان يُعتقد سابقًا. وقد سرّعت غوغل الجدول الزمني الذي ستنتقل بموجبه إلى التشفير الآمن كميًا ليصبح عام 2029، وحثت الآخرين على أن يحذوا حذوها.
وحتى إذا اكتمل الانتقال إلى هذه الخوارزميات المحصنة ضد الحوسبة الكمية قبل اختراع حاسوب كمي كامل القدرة، فمن المرجح أن تكون الكمية الهائلة من المواد الحساسة التي جمعتها الصين وروسيا بالفعل قد تعرضت للخطر. وبطبيعة الحال، ستكون بعض المعلومات التي تُجمع الآن بلا فائدة عند التمكن من فك تشفيرها. فمواقع القوات الأميركية اليوم، على سبيل المثال، ستكون قد تغيرت بحلول عام 2030. لكن معلومات أخرى شديدة الحساسية، بما في ذلك أسرار تصميم الأسلحة النووية، ستظل ذات صلة لفترة طويلة، وتمثل الخطر الأكبر إذا جمعها الخصوم ثم تمكنوا في النهاية من فك تشفيرها.
وللتعامل مع تحديات الأمن القومي التي تطرحها التقنيات الكمية، يجب على الولايات المتحدة وحلفائها أن يبدأوا بتأمين “حزمة كمية” محلية، بما يضمن بقاء العتاد والمواد والملكية الفكرية اللازمة للتقنيات الكمية تحت سيطرتهم المباشرة. وينبغي للولايات المتحدة أن تستخدم ضوابط التصدير لحماية الإلكترونيات المتخصصة، والثلاجات، والهيليوم، ونظائر السيليكون التي تشكل مكونات التقنيات الكمية. كما يجب على وكالات الاستخبارات الأميركية والحليفة أن تعطي الأولوية لحماية الملكية الفكرية الكمية في القطاع الخاص من التجسس الصناعي، وذلك من خلال مشاركة التهديدات ونصائح الأمن السيبراني مع الشركات الأميركية والحليفة، وإلزام الشركات بنشر دفاعات سيبرانية من الدرجة الأولى.
لكن ذلك لا يكفي. يجب على الولايات المتحدة أيضًا أن تقود جهدًا عالميًا حقيقيًا لترقية جميع بروتوكولات الإنترنت إلى تشفير مقاوم للحوسبة الكمية. فحتى إذا استخدمت دولة واحدة فقط معيار تشفير أدنى، فإنها تخلق حلقة ضعيفة في التجارة العالمية. ولهذا الغرض، يجب على المعهد الوطني الأميركي للمعايير والتكنولوجيا أن يقود جهدًا تعاونيًا مع وكالة الاتحاد الأوروبي للأمن السيبراني والهيئات النظيرة في آسيا، من أجل تطوير خوارزميات قابلة للتشغيل المتبادل، ثم مشاركة هذه الخوارزميات وتقديم المساعدة الفنية للدول النامية.
ومع ذلك، تفترض هذه الحلول أن اختراع حاسوب كمي متطور بما يكفي لكسر تشفير اليوم سيستغرق سنوات. أما إذا جرى تطوير مثل هذا الحاسوب في المدى القصير إلى المتوسط، فإنه سيهدد أمن الأنظمة الحالية والمعلومات التي نُقلت في الماضي. ولمواجهة احتمال حدوث مثل هذا الاضطراب، ينبغي للحكومات والشركات أن تجمع فورًا قوائم بالبيانات التي كُشفت بالفعل عبر قنوات ضعيفة، وأن تحدد أيها يمثل الخطر الأكبر إذا فُك تشفيره بعد بضع سنوات. وبعد ذلك، ينبغي على المؤسسات أن تستعد لاحتمال الكشف عنها، من خلال وضع خطط طوارئ لحماية الأصول التي قد تكون عُرضة للانكشاف.
ومن الفئات المهمة من الأسرار بيانات الاعتماد، مثل كلمات المرور أو مفاتيح المصادقة. فإذا فك مهاجم تشفير اتصال يحتوي على هذه البيانات، يمكنه استخدامها بعد ذلك للوصول عن بُعد إلى أنظمة حساسة، حتى إذا كانت تلك الأنظمة قد نشرت لاحقًا تشفيرًا مقاومًا للحوسبة الكمية. وبمجرد أن تعتمد شركة أو حكومة تشفيرًا أكثر تقدمًا، يجب تغيير جميع كلمات المرور ومفاتيح المصادقة السابقة. كما يجب على الحكومات وشركات البنية التحتية الرقمية الكبرى أن تستعد لاحتمال تطوير حاسوب كمي متطور قبل أن تعتمد جميع بروتوكولات الإنترنت التشفير المقاوم للحوسبة الكمية. وفي هذه الحالة، يجب على الحكومات وضع خطط طوارئ لانتقال اضطراري، وإلا فإنها تخاطر بحدوث اضطرابات كبيرة في الصناعات التي تعتمد على المعاملات الآمنة. وقد تشمل هذه الخطط النشر السريع للتشفير المقاوم للحوسبة الكمية في القطاعات الأساسية، مثل البنوك والاتصالات، وقطع الاتصال بالأنظمة التي لم تُحدَّث بعد.
وعلى الرغم من أن المنافسة بين الولايات المتحدة والصين على التقنيات الكمية ستكون شرسة، فإن البلدين يدركان حاجتهما إلى العمل معًا عبر هيئات مثل المنظمة الدولية للتوحيد القياسي وفريق هندسة الإنترنت، لضمان قابلية بروتوكولاتهما الأساسية للتشغيل المتبادل. فكلا البلدين حريص على تجنب عالم رقمي مجزأ تتعطل فيه التجارة العالمية والخدمات اللوجستية بسبب عدم التوافق. وبالفعل، شارك خبراء تشفير صينيون في المسابقة العالمية التي نظمتها الحكومة الأميركية لتطوير الخوارزميات، كما شارك باحثون أميركيون وأوروبيون في المسابقة المفتوحة التي نظمتها الصين. لكن من المرجح ألا يمتد مثل هذا التعاون أبدًا إلى مسائل العتاد. فعندما يتعلق الأمر بالتقنيات ذات التطبيقات العسكرية، ستكون كل قوة عظمى مصممة على التفوق على الأخرى.
وحتى إذا اكتمل الانتقال إلى هذه الخوارزميات المحصنة ضد الحوسبة الكمية قبل اختراع حاسوب كمي كامل القدرة، فمن المرجح أن تكون الكمية الهائلة من المواد الحساسة التي جمعتها الصين وروسيا بالفعل قد تعرضت للخطر. وبطبيعة الحال، ستكون بعض المعلومات التي تُجمع الآن بلا فائدة عند التمكن من فك تشفيرها. فمواقع القوات الأميركية اليوم، على سبيل المثال، ستكون قد تغيرت بحلول عام 2030. لكن معلومات أخرى شديدة الحساسية، بما في ذلك أسرار تصميم الأسلحة النووية، ستظل ذات صلة لفترة طويلة، وتمثل الخطر الأكبر إذا جمعها الخصوم ثم تمكنوا في النهاية من فك تشفيرها.
وللتعامل مع تحديات الأمن القومي التي تطرحها التقنيات الكمية، يجب على الولايات المتحدة وحلفائها أن يبدأوا بتأمين “حزمة كمية” محلية، بما يضمن بقاء العتاد والمواد والملكية الفكرية اللازمة للتقنيات الكمية تحت سيطرتهم المباشرة. وينبغي للولايات المتحدة أن تستخدم ضوابط التصدير لحماية الإلكترونيات المتخصصة، والثلاجات، والهيليوم، ونظائر السيليكون التي تشكل مكونات التقنيات الكمية. كما يجب على وكالات الاستخبارات الأميركية والحليفة أن تعطي الأولوية لحماية الملكية الفكرية الكمية في القطاع الخاص من التجسس الصناعي، وذلك من خلال مشاركة التهديدات ونصائح الأمن السيبراني مع الشركات الأميركية والحليفة، وإلزام الشركات بنشر دفاعات سيبرانية من الدرجة الأولى.
لكن ذلك لا يكفي. يجب على الولايات المتحدة أيضًا أن تقود جهدًا عالميًا حقيقيًا لترقية جميع بروتوكولات الإنترنت إلى تشفير مقاوم للحوسبة الكمية. فحتى إذا استخدمت دولة واحدة فقط معيار تشفير أدنى، فإنها تخلق حلقة ضعيفة في التجارة العالمية. ولهذا الغرض، يجب على المعهد الوطني الأميركي للمعايير والتكنولوجيا أن يقود جهدًا تعاونيًا مع وكالة الاتحاد الأوروبي للأمن السيبراني والهيئات النظيرة في آسيا، من أجل تطوير خوارزميات قابلة للتشغيل المتبادل، ثم مشاركة هذه الخوارزميات وتقديم المساعدة الفنية للدول النامية.
ومع ذلك، تفترض هذه الحلول أن اختراع حاسوب كمي متطور بما يكفي لكسر تشفير اليوم سيستغرق سنوات. أما إذا جرى تطوير مثل هذا الحاسوب في المدى القصير إلى المتوسط، فإنه سيهدد أمن الأنظمة الحالية والمعلومات التي نُقلت في الماضي. ولمواجهة احتمال حدوث مثل هذا الاضطراب، ينبغي للحكومات والشركات أن تجمع فورًا قوائم بالبيانات التي كُشفت بالفعل عبر قنوات ضعيفة، وأن تحدد أيها يمثل الخطر الأكبر إذا فُك تشفيره بعد بضع سنوات. وبعد ذلك، ينبغي على المؤسسات أن تستعد لاحتمال الكشف عنها، من خلال وضع خطط طوارئ لحماية الأصول التي قد تكون عُرضة للانكشاف.
ومن الفئات المهمة من الأسرار بيانات الاعتماد، مثل كلمات المرور أو مفاتيح المصادقة. فإذا فك مهاجم تشفير اتصال يحتوي على هذه البيانات، يمكنه استخدامها بعد ذلك للوصول عن بُعد إلى أنظمة حساسة، حتى إذا كانت تلك الأنظمة قد نشرت لاحقًا تشفيرًا مقاومًا للحوسبة الكمية. وبمجرد أن تعتمد شركة أو حكومة تشفيرًا أكثر تقدمًا، يجب تغيير جميع كلمات المرور ومفاتيح المصادقة السابقة. كما يجب على الحكومات وشركات البنية التحتية الرقمية الكبرى أن تستعد لاحتمال تطوير حاسوب كمي متطور قبل أن تعتمد جميع بروتوكولات الإنترنت التشفير المقاوم للحوسبة الكمية. وفي هذه الحالة، يجب على الحكومات وضع خطط طوارئ لانتقال اضطراري، وإلا فإنها تخاطر بحدوث اضطرابات كبيرة في الصناعات التي تعتمد على المعاملات الآمنة. وقد تشمل هذه الخطط النشر السريع للتشفير المقاوم للحوسبة الكمية في القطاعات الأساسية، مثل البنوك والاتصالات، وقطع الاتصال بالأنظمة التي لم تُحدَّث بعد.
وعلى الرغم من أن المنافسة بين الولايات المتحدة والصين على التقنيات الكمية ستكون شرسة، فإن البلدين يدركان حاجتهما إلى العمل معًا عبر هيئات مثل المنظمة الدولية للتوحيد القياسي وفريق هندسة الإنترنت، لضمان قابلية بروتوكولاتهما الأساسية للتشغيل المتبادل. فكلا البلدين حريص على تجنب عالم رقمي مجزأ تتعطل فيه التجارة العالمية والخدمات اللوجستية بسبب عدم التوافق. وبالفعل، شارك خبراء تشفير صينيون في المسابقة العالمية التي نظمتها الحكومة الأميركية لتطوير الخوارزميات، كما شارك باحثون أميركيون وأوروبيون في المسابقة المفتوحة التي نظمتها الصين. لكن من المرجح ألا يمتد مثل هذا التعاون أبدًا إلى مسائل العتاد. فعندما يتعلق الأمر بالتقنيات ذات التطبيقات العسكرية، ستكون كل قوة عظمى مصممة على التفوق على الأخرى.