ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

الحوسبة الكمومية وخوارزميات التشفير المقاومة لها

Quantum Computing and Quantum Resistant Cryptography

1731   6   83   4.8 ( 4 )
 تاريخ النشر 2018
  مجال البحث الهندسة المعلوماتية
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل علي ريا




اسأل ChatGPT حول البحث

تعد الحوسبة الكمومية التهديد والهاجس الأكبر لخوارزميات التشفير لا سيما ذات المفتاح العام منها إذ أنّ وجود أداة كهذه وبفاعلية كافية ستعيد النظر في أهليّة الكثير من هذه الخوارزميات. سنناقش في هذا السيمنار الحواسيب الكمومية منطلقين بلمحة بسيطة عن الأساس الفيزيائي والرياضي لهذه الحواسيب، لنذكر لاحقا ما الذي يجعل هذه الحواسيب مميزة لناحية كسر العديد من خوارزميات التشفير ذات المفتاح العام ونقوم نهاية بمناقشة بعض خوارزميات التشفير التي تعد مقاومة لهجمات الحواسيب الكمومية في حال وجودها.


ملخص البحث
تناقش هذه الورقة البحثية الحوسبة الكمومية وخوارزميات التشفير المقاومة لها. تبدأ الورقة بتقديم لمحة عن الأساس الفيزيائي والرياضي للحواسيب الكمومية، موضحةً كيف تختلف هذه الحواسيب عن الحواسيب التقليدية من خلال استخدام البت الكمومي الذي يمكن أن يكون في حالة تراكب، مما يسمح له بحل مسائل معقدة بشكل أسرع بكثير من الحواسيب التقليدية. يتم توضيح ذلك من خلال تجربة شقي يونغ التي تبرز الطبيعة الموجية والجسيمية للإلكترونات. تتناول الورقة أيضًا الصعوبات التقنية في بناء الحواسيب الكمومية، مثل بناء النقاط الكمومية والحفاظ على حالة التراكب لفترة طويلة. من الناحية الرياضية، يتم شرح كيفية تمثيل البت الكمومي باستخدام فضاء هيلبرت وكيفية تطبيق البوابات الكمومية لتحويل الحالات الكمومية. تتناول الورقة أيضًا بعض الخوارزميات الكمومية مثل خوارزمية دويتش وخوارزمية جروفر وخوارزمية شور، موضحةً كيف يمكن لهذه الخوارزميات كسر خوارزميات التشفير التقليدية مثل RSA. في النهاية، تناقش الورقة خوارزميات التشفير المقاومة للهجمات الكمومية مثل التشفير باستخدام المنحنيات الإهليلجية وخوارزمية SIDH، موضحةً كيف يمكن لهذه الخوارزميات توفير أمان أعلى ضد الهجمات الكمومية.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تعتبر هذه الورقة البحثية شاملة ومفصلة في تناولها لموضوع الحوسبة الكمومية وخوارزميات التشفير المقاومة لها. ومع ذلك، يمكن الإشارة إلى بعض النقاط التي قد تحتاج إلى تحسين. أولاً، الورقة تعتمد بشكل كبير على الشرح النظري دون تقديم أمثلة عملية أو تجارب مختبرية تدعم النظريات المقدمة. ثانياً، هناك بعض الصعوبات التقنية التي تم ذكرها بشكل عابر دون تقديم حلول أو اقتراحات لكيفية التغلب عليها. ثالثاً، الورقة تفتقر إلى مناقشة تأثيرات الحوسبة الكمومية على مجالات أخرى غير التشفير، مثل الذكاء الاصطناعي أو تحليل البيانات الكبيرة. وأخيراً، قد يكون من المفيد تضمين مقارنة بين الأداء الفعلي للحواسيب الكمومية والحواسيب التقليدية في تنفيذ بعض الخوارزميات لتوضيح الفروق بشكل أكثر وضوحاً.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي الخاصية الفيزيائية التي تميز البت الكمومي عن البت التقليدي؟

    البت الكمومي يمكن أن يكون في حالة تراكب، مما يعني أنه يمكن أن يكون في الحالتين 0 و1 في نفس الوقت، على عكس البت التقليدي الذي يمكن أن يكون في حالة واحدة فقط إما 0 أو 1.

  2. ما هي الصعوبات التقنية في بناء الحواسيب الكمومية؟

    تشمل الصعوبات التقنية بناء النقاط الكمومية الصغيرة جدًا والحفاظ على حالة التراكب لفترة زمنية طويلة، بالإضافة إلى التحكم في التداخلات البيئية التي يمكن أن تؤثر على الحالة الكمومية.

  3. كيف يمكن للحواسيب الكمومية كسر خوارزميات التشفير التقليدية مثل RSA؟

    يمكن للحواسيب الكمومية استخدام خوارزمية شور لتحليل الأعداد الكبيرة إلى عواملها الأولية بسرعة كبيرة، مما يجعل من الممكن كسر خوارزميات التشفير التقليدية التي تعتمد على صعوبة تحليل الأعداد الكبيرة.

  4. ما هي الخوارزميات المقاومة للهجمات الكمومية التي تم مناقشتها في الورقة؟

    تم مناقشة خوارزميات التشفير باستخدام المنحنيات الإهليلجية وخوارزمية SIDH كأمثلة على الخوارزميات المقاومة للهجمات الكمومية.


المراجع المستخدمة
JUANJO RUE * AND SEBASTIAN XAMB ´ O ,MATHEMATICAL ESSENTIALS OF QUANTUM COMPUTING،
V. S. Miller, Use of Elliptic Curves in Cryptography, Lecture Notes in Computer Science, 218, pp. 417-426 (2000).
Craig Costello,An introduction to supersingular isogeny-based cryptography November 10 ECC 2017 Nijmegen, The Netherlands
قيم البحث

اقرأ أيضاً

الحوسبة الكمومية، كأداة واعدة لحل المسائل المستحيلة في الحوسبة التقليدية نظراً لتعقيدها الأسي، مزاياها الخارقة، معيقاتها، أدواتها الفيزيائية والبرمجية، بالإضافة للوضع الراهن ورءيا مستقبلية
قدمنا في هذا العمل نموذجاً نظرياً لدراسة اهتزازات جملة كمومية بسويتي طاقة مفترضين وجود تفاعل متبادل بينهما من خلال: أولاً: تمثيل الجملة الكمومية ذات سويتي الطاقة بحفرتي كمون كموميتين لانهائيتين متآثرتين على بعد واحد x و متناظرتين بالنسبة لمبدأ الإحد اثيات o، ثمّ إيجاد المتجهات الخاصة و القيم الخاصة لهما باستخدام معادلة شرودنغر المستقرّة Stationary Schrödinger’s equation. ثانياً: إثبات أنّ التقريب غير الاضطرابي كاف لكتابة مؤثر الهاملتوني لهذه الجملة، و لاشتقاق معادلة رابي للجملة Rabi’s equation، و تطبيقها مباشرة على مؤثر التطور للحالة الابتدائية للجملة.
قامت الأبحاث الحديثة بالتحقيق في Quantum NLP، تصميم الخوارزميات التي تعالج اللغة الطبيعية في أجهزة الكمبيوتر الكمومية، وكذلك الخوارزميات الملهمة الكمومية التي تحسن أداء NLP على أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية.في هذا الاستطلاع، نراجع الأساليب التمثيلية عند تقاطعات NLP والفيزياء الكمومية في السنوات العشر الماضية، مما يصنفها وفقا لاستخدام نظرية الكم، والأهداف اللغوية التي يتم تصميمها، والتطبيق المصب.تنتهي مراجعة الأدبيات بمناقشة حول العوامل الرئيسية للنجاح الذي حققه العمل الحالي، وكذلك التحديات المقبلة، بهدف فهم أفضل الوعود والمزيد من الاتجاهات.
يتناول البحث الميتافيزيقا بوصفها بنية أساسية في أي عمل علمي و ذلك من خلال التحليل الحدسي للوقائع و بمساعدة الرياضيات فضلا عن الافتراضات المسبقة التي تقوم على مقولات الجوهر، إضافة إلى التوجه الغائي في العلم و التناقض بين الظاهر و الحقيقي. و يرى ال بحث أن البنية الميتافيزيقية في العلم تتأسس وفقًا للبنية التكوينية للعقل الإنساني، و يسرد عددًا من الدلائل على ذلك
يقوم هذا البحث على دراسة اخر التطورات والاحداث في مجال الحوسبة عالية الأداء، والتي تقوم على توفير البنية التحتية والبيئة المناسبة والمستلزمات العتادية والبرمجية، مما يسمح بحل المسائل والرياضية والبيولوجية وتدريب نماذج الذكاء الاصطناعي والقيام بمحاكاة الظواهر الفيزيائية وغيرها من المسائل العملية الهامة التي تساهم بدفع عجلة التطور العملي بشكل مباشر

الأسئلة المقترحة

التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا