In the war for information, will quantum computers defeat cryptographers? | Craig Costello

152,279 views ・ 2019-12-06

TED


يرجى النقر نقرًا مزدوجًا فوق الترجمة الإنجليزية أدناه لتشغيل الفيديو.

00:00
Translator: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez
0
0
7000
المترجم: Amany Allam المدقّق: Riyad Almubarak
00:12
I'm in the business of safeguarding secrets,
1
12782
3275
أعمل في مجال حفظ الأسرار،
00:16
and this includes your secrets.
2
16081
2172
ويشمل ذلك أسراركم.
00:19
Cryptographers are the first line of defense
3
19206
2134
المشفرون هم خط الدفاع الأول
00:21
in an ongoing war that's been raging for centuries:
4
21364
3582
في حرب مستعرة منذ قرون:
00:24
a war between code makers
5
24970
2263
حرب بين صناع الشفرة
00:27
and code breakers.
6
27257
1252
ومحلليها.
00:29
And this is a war on information.
7
29030
2094
وهو صراع على المعلومات.
00:32
The modern battlefield for information is digital.
8
32227
3484
وأرض المعركة الحديثة على المعلومات رقمية.
00:35
And it wages across your phones,
9
35735
2162
وهي تشن عبر هواتفكم،
00:37
your computers
10
37921
1176
وحواسيبكم،
00:39
and the internet.
11
39121
1169
والإنترنت.
00:41
Our job is to create systems that scramble your emails and credit card numbers,
12
41299
4979
وظيفتنا هي إنشاء أنظمة تشفر عن بريدكم الإلكتروني وبطاقاتكم الائتمانية،
00:46
your phone calls and text messages --
13
46302
2259
ومكالماتكم الهاتفية ورسائلكم،
00:48
and that includes those saucy selfies --
14
48585
2192
ويشمل ذلك صوركم الشخصية البذيئة،
00:50
(Laughter)
15
50801
1222
(ضحك)
00:52
so that all of this information can only be descrambled
16
52047
2753
ولا يتم فك هذا التشفير عن المعلومات
00:54
by the recipient that it's intended for.
17
54824
2121
إلا بواسطة المتلقي المقصود.
00:58
Now, until very recently,
18
58017
2313
حتى وقت قريب،
01:00
we thought we'd won this war for good.
19
60354
2555
اعتقدنا أننا سنربح هذه الحرب وللأبد.
01:03
Right now, each of your smartphones is using encryption
20
63694
2945
حاليًا تستخدم هواتفكم الذكية التشفير
01:06
that we thought was unbreakable and that was going to remain that way.
21
66663
3700
الذي اعتقدنا أنه لا يمكن خرقه وأنه سيبقى على هذه الحال.
01:11
We were wrong,
22
71654
1940
ولكننا كنا مخطئين،
01:13
because quantum computers are coming,
23
73618
2386
لأن الحواسيب الكمومية قادمة،
01:16
and they're going to change the game completely.
24
76028
2790
وسوف تغير الوضع كليًا.
01:20
Throughout history, cryptography and code-breaking
25
80445
2456
عبر التاريخ، كان التشفير وكسر الشفرة
01:22
has always been this game of cat and mouse.
26
82925
2070
مثل لعبة القط والفأر.
01:25
Back in the 1500s,
27
85598
1677
وفي القرن السادس عشر،
01:27
Queen Mary of the Scots thought she was sending encrypted letters
28
87299
3179
ظنت ماري ملكة اسكتلندا أنها ترسل رسائل مشفرة
01:30
that only her soldiers could decipher.
29
90502
1977
ولا يستطيع أحد فك شفرتها إلا جنودها.
01:33
But Queen Elizabeth of England,
30
93074
2046
ولكن إليزابيث ملكة انجلترا،
01:35
she had code breakers that were all over it.
31
95144
2400
كان لديها محللون للشفرة
01:38
They decrypted Mary's letters,
32
98116
2005
وفكوا شفرة رسائل ماري،
01:40
saw that she was attempting to assassinate Elizabeth
33
100145
3173
واكتشفوا أنها كانت تخطط لاغتيال إليزابيث
01:43
and, subsequently, they chopped Mary's head off.
34
103342
2431
ومن ثم، قطعوا رأس ماري.
01:47
A few centuries later, in World War II,
35
107729
2352
بعد ذلك ببضعة قرون، في الحرب العالمية الثانية،
01:50
the Nazis communicated using the Engima code,
36
110987
2884
تواصل النازيون باستخدام شفرة (إنيغما)،
01:53
a much more complicated encryption scheme that they thought was unbreakable.
37
113895
3641
مخطط تشفير أكثر تعقيدًا اعتقدوا أنه غير قابل للفك.
01:58
But then good old Alan Turing,
38
118274
1930
ولكن عندها قام (آلان تورنج)،
02:00
the same guy who invented what we now call the modern computer,
39
120228
3035
وهو الشخص الذي اخترع ما نسميه اليوم بالحاسوب الحديث،
02:03
he built a machine and used it to break Enigma.
40
123287
2615
ببناء آلة واستخدمها لفك شفرة (إنيغما).
02:06
He deciphered the German messages
41
126545
1605
فك ذلك شفرة الرسائل الألمانية
02:08
and helped to bring Hitler and his Third Reich to a halt.
42
128174
2715
وساعد على إيقاف هتلر والرايخ الثالث.
02:11
And so the story has gone throughout the centuries.
43
131772
2559
واستمرت هذه القصة لقرون.
02:14
Cryptographers improve their encryption,
44
134821
2502
يحسن المشفرون من شفراتهم،
02:17
and then code breakers fight back and they find a way to break it.
45
137347
3138
ثم يرد المحللون ويجدون سبيلًا لفكها.
02:20
This war's gone back and forth, and it's been pretty neck and neck.
46
140969
3387
واستمرت هذه الحرب يوم لنا ويوم علينا.
02:25
That was until the 1970s,
47
145533
2715
حتى سبعينيات القرن الماضي،
02:28
when some cryptographers made a huge breakthrough.
48
148272
2660
عندما حقق بعض المشفرين تقدم عظيم.
02:31
They discovered an extremely powerful way to do encryption
49
151781
3561
واكتشفوا طريقة قوية للغاية للتشفير
02:35
called "public-key cryptography."
50
155366
1752
تسمى التشفير باستخدام المفتاح العام.
02:37
Unlike all of the prior methods used throughout history, it doesn't require
51
157839
4275
وبخلاف كل الطرق السابقة، فإنها لا تتطلب
02:42
that the two parties that want to send each other confidential information
52
162138
3607
أن يقوم الطرفان الراغبان في إرسال معلومات سرية إلى بعضهما
02:45
have exchanged the secret key beforehand.
53
165769
2059
بتبادل المفتاح السري أولًا.
02:48
The magic of public-key cryptography is that it allows us to connect securely
54
168602
4112
سحر تشفير المفتاح العام هو أنه يسمح لنا بالاتصال بأمان
02:52
with anyone in the world,
55
172738
1544
مع أي شخص في العالم،
02:55
whether we've exchanged data before or not,
56
175481
2869
سواء تبادلنا البيانات من قبل أم لا،
02:58
and to do it so fast that you and I don't even realize it's happening.
57
178374
3662
والقيام بذلك بسرعة لدرجة أننا لا ندرك أنه يحدث.
03:03
Whether you're texting your mate to catch up for a beer,
58
183001
3238
سواء كنت تراسل رفيقك لتحتسوا الجعة معًا،
03:06
or you're a bank that's transferring billions of dollars to another bank,
59
186263
4247
أو كنت بنكًا يقوم بتحويل مليارات الدولارات إلى بنك آخر،
03:10
modern encryption enables us to send data that can be secured
60
190534
3051
يتيح لنا التشفير الحديث ارسال بيانات يمكن تأمينها
03:13
in a matter of milliseconds.
61
193609
2021
في أجزاء من الثانية.
03:17
The brilliant idea that makes this magic possible,
62
197502
2882
الفكرة التي تجعل هذا السحر ممكنًا،
03:20
it relies on hard mathematical problems.
63
200408
2527
تعتمد على المسائل الرياضية الصعبة.
03:23
Cryptographers are deeply interested in things that calculators can't do.
64
203623
3834
فالمشفرون يهتمون بشدة بالأشياء التي لا تستطيع الآلات الحاسبة القيام بها.
03:29
For example, calculators can multiply any two numbers you like,
65
209250
3401
فمثلًا، يمكن أن تضرب الآلات الحاسبة أي رقمين تريدهما،
03:32
no matter how big the size.
66
212675
1686
أيًا كان حجمهما.
03:35
But going back the other way --
67
215175
1941
ولكن الذهاب بالاتجاه المعاكس،
03:37
starting with the product and then asking,
68
217140
2218
بدءًا من ناتج الضرب ثم التساؤل،
03:39
"Which two numbers multiply to give this one?" --
69
219382
2365
"أي رقمين يتم ضربهما للحصول على هذا الناتج؟"
03:41
that's actually a really hard problem.
70
221771
2381
إنها مسألة صعبة حقًا.
03:45
If I asked you to find which two-digit numbers multiply to give 851,
71
225358
4591
إذا سألتكم إيجاد رقمين ناتج ضربهما هو 851،
03:51
even with a calculator,
72
231051
1192
باستخدام الآلة الحاسبة،
03:52
most people in this room would have a hard time finding the answer
73
232267
3107
فأغلب الناس في هذه الغرفة سيصعب عليهم إيجاد الحل،
03:55
by the time I'm finished with this talk.
74
235398
1916
في وقت إنهاء هذا الحديث.
03:57
And if I make the numbers a little larger,
75
237338
2661
وإذا جعلت الأرقام أكبر قليلًا،
04:00
then there's no calculator on earth that can do this.
76
240023
3657
فلا يوجد آلة حاسبة على الأرض يمكنها فعل ذلك.
04:03
In fact, even the world's fastest supercomputer
77
243704
2883
في الواقع، حتى أسرع حواسيب العالم
04:06
would take longer than the life age of the universe
78
246611
2490
سوف تستغرق وقتًا أطول من عمر الكون
04:09
to find the two numbers that multiply to give this one.
79
249125
2872
لتجد الرقمين الذين ينتج ضربهما هذا الرقم.
04:13
And this problem, called "integer factorization,"
80
253029
3341
وهذه المشكلة، التي تسمى "تحليل الأعداد إلى عوامل،"
04:16
is exactly what each of your smartphones and laptops is using right now
81
256394
3626
هي ما تستخدمه هواتفكم وحواسيبكم المحمولة الآن
04:20
to keep your data secure.
82
260044
1534
للحفاظ على أمن البيانات.
04:22
This is the basis of modern encryption.
83
262254
2417
هذا هو أساس التشفير الحديث.
04:26
And the fact that all the computing power on the planet combined can't solve it,
84
266266
4210
وحقيقة أن جميع حواسيب العالم مجتمعة لا يمكنها حله،
04:30
that's the reason we cryptographers thought we'd found a way
85
270500
2873
هذا هو السبب وراء اعتقادنا كمشفرين أننا قد وجدنا طريقة
04:33
to stay ahead of the code breakers for good.
86
273397
2258
لنتغلب على محللي الشفرات.
04:37
Perhaps we got a little cocky
87
277131
1652
ربما أصابنا الغرور
04:39
because just when we thought the war was won,
88
279902
2346
لأنه عندما ظننا أننا انتصرنا في الحرب،
04:42
a bunch of 20th-century physicists came to the party,
89
282272
2938
انضم إلى الحفلة مجموعة من علماء الفيزياء من القرن العشرين،
04:45
and they revealed that the laws of the universe,
90
285234
2679
وكشفوا أن قوانين الكون،
04:47
the same laws that modern cryptography was built upon,
91
287937
2595
نفس القوانين التي بني عليها التشفير الحديث،
04:51
they aren't as we thought they were.
92
291422
1815
ليست كما اعتقدنا.
04:54
We thought that one object couldn't be in two places at the same time.
93
294205
3511
كنا نظن أن الشيء لا يمكنه التواجد في مكانين في نفس الوقت.
04:58
It's not the case.
94
298262
1541
لكن ليس هذا هو الحال.
04:59
We thought nothing can possibly spin clockwise and anticlockwise
95
299827
3712
كنا نظن أنه لا يمكن لشيء أن يدور في اتجاه وعكس اتجاه عقارب الساعة
05:03
simultaneously.
96
303563
1285
في الوقت ذاته.
05:05
But that's incorrect.
97
305265
1387
لكن هذا غير صحيح.
05:07
And we thought that two objects on opposite sides of the universe,
98
307173
3710
وكنا نظن أن كائنين على جانبي الكون،
05:10
light years away from each other,
99
310907
2301
وبينهما سنوات ضوئية،
05:13
they can't possibly influence one another instantaneously.
100
313232
3566
لا يمكنهم التأثير على بعضهم البعض لحظيًا.
05:17
We were wrong again.
101
317932
1247
وكنا مخطئين مرة أخرى.
05:20
And isn't that always the way life seems to go?
102
320403
2209
أليس هذا هو الحال دائمًا؟
05:22
Just when you think you've got everything covered, your ducks in a row,
103
322636
3396
عندما تظن أنك ألممت بالأمر،
05:26
a bunch of physicists come along
104
326056
1555
تأتي مجموعة من علماء الفيزياء
05:27
and reveal that the fundamental laws of the universe are completely different
105
327635
3692
وتكشف أن القوانين الأساسية للكون مختلفة تمامًا
05:31
to what you thought?
106
331351
1161
عما اعتقدت؟
05:32
(Laughter)
107
332536
1058
(ضحك)
05:33
And it screws everything up.
108
333618
1356
ويفسد ذلك كل شيء.
05:34
See, in the teeny tiny subatomic realm,
109
334998
4526
في عالم ما دون الذرات متناهي الصغر،
05:39
at the level of electrons and protons,
110
339548
3012
على مستوى الإلكترونات والبروتونات،
05:42
the classical laws of physics,
111
342584
1822
القوانين التقليدية للفيزياء،
05:44
the ones that we all know and love,
112
344430
1840
وهي القوانين التي نعلمها ونحبها،
05:46
they go out the window.
113
346294
1238
تتلاشى.
05:48
And it's here that the laws of quantum mechanics kick in.
114
348023
2811
وتبدأ قوانين ميكانيكا الكم.
05:51
In quantum mechanics,
115
351688
1186
في ميكانيكا الكم،
05:52
an electron can be spinning clockwise and anticlockwise at the same time,
116
352898
4478
يمكن للإلكترون الدوران في اتجاه وعكس اتجاه عقارب الساعة في نفس الوقت،
05:57
and a proton can be in two places at once.
117
357400
2564
ويمكن للبروتون التواجد في مكانين في نفس الوقت.
06:01
It sounds like science fiction,
118
361940
2123
يبدو ذلك كالخيال العلمي،
06:04
but that's only because the crazy quantum nature of our universe,
119
364087
4195
ولكن هذا فقط لأن الطبيعة الكمومية المجنونة لكوننا،
06:08
it hides itself from us.
120
368306
1671
تخفي نفسها عنا.
06:10
And it stayed hidden from us until the 20th century.
121
370884
3292
وبقيت مخفية عنا حتى القرن العشرين.
06:15
But now that we've seen it, the whole world is in an arms race
122
375494
3769
ولكن الآن بعد أن رأينا ذلك، أصبح العالم بأسره في سباق
06:19
to try to build a quantum computer --
123
379287
2276
لمحاولة بناء الحاسوب الكمومي،
06:22
a computer that can harness the power of this weird and wacky quantum behavior.
124
382455
4339
وهو حاسوب يمكنه تسخير قوة هذا السلوك الكمومي الغامض.
06:28
These things are so revolutionary
125
388375
2456
هذه الأشياء ثورية جدًا
06:30
and so powerful
126
390855
1766
وقوية جدًا
06:32
that they'll make today's fastest supercomputer
127
392645
2353
حتى أنها ستجعل أسرع الحواسيب الخارقة اليوم
06:35
look useless in comparison.
128
395022
2080
تبدو عديمة القيمة بالمقارنة بها.
06:37
In fact, for certain problems that are of great interest to us,
129
397868
3018
في الواقع، بالنسبة لمشاكل معينة لها أهمية عندنا،
06:41
today's fastest supercomputer is closer to an abacus
130
401633
2611
حواسيب اليوم الخارقة تبدو أقرب للمعداد
06:44
than to a quantum computer.
131
404268
1675
مقارنة بالحواسيب الكمومية.
06:45
That's right, I'm talking about those little wooden things with the beads.
132
405967
3536
هذا صحيح، أنا أتحدث عن تلك الأشياء الخشبية الصغيرة ذات الخرز.
06:50
Quantum computers can simulate chemical and biological processes
133
410477
4268
يمكن للحواسيب الكمومية محاكاة العمليات الكيميائية والبيولوجية
06:54
that are far beyond the reach of our classical computers.
134
414769
2906
التي لا يمكن لحواسيب اليوم معالجتها.
06:58
And as such, they promise to help us solve some of our planet's biggest problems.
135
418812
5591
وبهذا، فهي تعد بمساعدتنا في حل المشكلات الكبرى لكوكبنا.
07:05
They're going to help us combat global hunger;
136
425492
2272
فسوف تساعدنا على مكافحة الجوع في العالم،
07:09
to tackle climate change;
137
429074
2317
ومعالجة تغير المناخ،
07:11
to find cures for diseases and pandemics for which we've so far been unsuccessful;
138
431415
3960
وإيجاد علاجات للأمراض والأوبئة التي لم ننجح في علاجها حتى الآن،
07:16
to create superhuman artificial intelligence;
139
436213
2909
وإنشاء ذكاءٍ اصطناعيٍ خارق،
07:20
and perhaps even more important than all of those things,
140
440034
2904
وربما كان الأهم من كل ذلك،
07:22
they're going to help us understand the very nature of our universe.
141
442962
3726
أنها ستساعدنا في فهم طبيعة عالمنا ذاته.
07:28
But with this incredible potential
142
448376
2214
ولكن مع هذه الإمكانات المذهلة
07:31
comes an incredible risk.
143
451788
1631
يأتي خطر كبير.
07:34
Remember those big numbers I talked about earlier?
144
454785
2384
هل تتذكرون هذه الأرقام الكبيرة التي تحدثت عنها سابقًا؟
07:38
I'm not talking about 851.
145
458152
2099
لا أتحدث عن 851.
07:40
In fact, if anyone in here has been distracted
146
460275
2181
في الواقع لو كان أي منكم تشتت
07:42
trying to find those factors,
147
462480
1439
في محاولة إيجاد هذه العوامل،
07:43
I'm going to put you out of your misery and tell you that it's 23 times 37.
148
463943
3554
فسوف أخرجه من بؤسه وأخبره أنها 23 ضرب 37.
07:47
(Laughter)
149
467521
1194
(ضحك)
07:48
I'm talking about the much bigger number that followed it.
150
468739
2735
أتحدث عن الرقم الأكبر كثيرًا الذي تبعه.
07:52
While today's fastest supercomputer couldn't find those factors
151
472300
3500
بينما لا تستطيع حواسيب اليوم الخارقة تحليل هذه العوامل
07:55
in the life age of the universe,
152
475824
2333
خلال عمر هذا الكون،
07:58
a quantum computer could easily factorize numbers
153
478181
2880
يمكن للحاسوب الكمومي تحليل أرقام
08:01
way, way bigger than that one.
154
481085
1567
أكبر كثيرًا من هذا.
08:03
Quantum computers will break all of the encryption currently used
155
483882
3410
تقوم أجهزة الكمبيوتر الكمومية بفك كل التشفير المستخدم حاليًا
08:07
to protect you and I from hackers.
156
487316
1978
لحمايتنا من المخترقين.
08:09
And they'll do it easily.
157
489318
1427
وستفعل ذلك بسهولة.
08:12
Let me put it this way:
158
492539
1333
دعوني أصيغها بهذه الطريقة:
08:13
if quantum computing was a spear,
159
493896
1770
إذا كانت الحواسيب الكمومية رمحًا،
08:16
then modern encryption,
160
496666
1535
فإن التشفير الحديث،
08:18
the same unbreakable system that's protected us for decades,
161
498225
3373
وهو النظام غير القابل للاختراق الذي حمانا لعقود،
08:21
it would be like a shield made of tissue paper.
162
501622
2658
سيكون كدرع صنع من المحارم الورقية.
08:25
Anyone with access to a quantum computer will have the master key
163
505578
3988
وأي شخص يستعمل حاسوب كمومي سيملك المفتاح
08:29
to unlock anything they like in our digital world.
164
509590
2688
لفتح أي شيء في عالمنا الرقمي.
08:33
They could steal money from banks
165
513293
1812
فيمكنهم سرقة الأموال من البنوك
08:35
and control economies.
166
515129
1431
والتحكم في الاقتصاد.
08:37
They could power off hospitals or launch nukes.
167
517303
2897
يمكنهم قطع الكهرباء عن المستشفيات أو إطلاق القنابل النووية.
08:40
Or they could just sit back and watch all of us on our webcams
168
520224
3337
أو الجلوس فقط ومشاهدتنا من خلال كاميرات الويب خاصتنا
08:43
without any of us knowing that this is happening.
169
523585
2358
دون أن نعلم أن ذلك يحدث.
08:49
Now, the fundamental unit of information on all of the computers we're used to,
170
529314
3959
الوحدة الأساسية للمعلومات على جميع الحواسيب التي اعتدنا عليها
08:53
like this one,
171
533297
1505
مثل هذا،
08:54
it's called a "bit."
172
534826
1342
تسمى "بت".
08:56
A single bit can be one of two states:
173
536651
2223
والبت الواحدة يمكن أن يكون لها حالة من اثنين:
08:58
it can be a zero or it can be a one.
174
538898
2259
يمكن أن تكون صفرًا أو واحدًا.
09:02
When I FaceTime my mum from the other side of the world --
175
542157
2828
عندما استخدم فيس تايم لمحادثة أمي في الجانب الآخر من العالم،
09:05
and she's going to kill me for having this slide --
176
545746
2486
سوف تقتلني لعرضي هذه الشريحة،
09:08
(Laughter)
177
548256
1395
(ضحك)
09:09
we're actually just sending each other long sequences of zeroes and ones
178
549675
3734
فنحن في الواقع نرسل لبعضنا سلاسل طويلة من الصفر والواحد
09:13
that bounce from computer to computer, from satellite to satellite,
179
553433
3202
تثب من حاسوب إلى حاسوب ومن قمر صناعي إلى آخر،
09:16
transmitting our data at a rapid pace.
180
556659
2146
وتنقل بياناتنا بوتيرة سريعة.
09:18
Bits are certainly very useful.
181
558829
2003
البت هي شيء مفيد بالتأكيد.
09:20
In fact, anything we currently do with technology
182
560856
2696
في الواقع كل ما نفعله حاليًا بالتكنولوجيا
09:23
is indebted to the usefulness of bits.
183
563576
2062
مدين لفائدة البت.
09:26
But we're starting to realize
184
566840
1389
لكننا بدأنا ندرك
09:28
that bits are really poor at simulating complex molecules and particles.
185
568253
4515
أن البت فقيرة حقًا في محاكاة الجزيئات المعقدة.
09:33
And this is because, in some sense,
186
573394
1976
وهذا لأنه، إلى حد ما،
09:35
subatomic processes can be doing two or more opposing things
187
575394
3085
العمليات دون الذرية يمكن أن تفعل شيئين متعارضين أو أكثر
09:38
at the same time
188
578503
1188
في نفس الوقت
09:39
as they follow these bizarre rules of quantum mechanics.
189
579715
2986
لأنها تتبع هذه القواعد الغريبة لميكانيكا الكم.
09:43
So, late last century,
190
583232
1544
لذلك، في أواخر القرن الماضي،
09:44
some really brainy physicists had this ingenious idea:
191
584800
3217
كان لدى بعض علماء الفيزياء العباقرة هذه الفكرة المبدعة:
09:48
to instead build computers that are founded
192
588041
2001
بناء حواسيب يتم تأسيسها
09:50
on the principles of quantum mechanics.
193
590066
2090
على مبادئ ميكانيكا الكم.
09:54
Now, the fundamental unit of information of a quantum computer,
194
594557
3219
الآن، الوحدة الأساسية للمعلومات في الحاسوب الكمومي،
09:57
it's called a "qubit."
195
597800
1248
تدعى "كيوبت".
09:59
It stands for "quantum bit."
196
599582
1800
وهي اختصار لـ"البت الكمومية."
10:02
Instead of having just two states, like zero or one,
197
602986
3257
وبدلًا من امتلاكها لحالتين فقط، مثل الصفر والواحد،
10:06
a qubit can be an infinite number of states.
198
606267
2889
يمكن للكيوبت أن تمتلك عدد لا نهائي من الحالات.
10:09
And this corresponds to it being some combination of both zero and one
199
609849
3666
وهذا يطابق كونها مزيج من الصفر والواحد
10:13
at the same time,
200
613539
1787
في نفس الوقت،
10:15
a phenomenon that we call "superposition."
201
615350
2189
وهي ظاهرة ندعوها "التراكب الكمي."
10:18
And when we have two qubits in superposition,
202
618569
2705
وعندما يكون لدينا كيوبتين بينهما تراكب كمي،
10:21
we're actually working across all four combinations
203
621298
2382
فإننا نتعامل في الواقع مع المجموعات الأربع
10:23
of zero-zero, zero-one, one-zero and one-one.
204
623704
2510
وهي صفر وصفر، صفر وواحد، واحد وصفر، وواحد وواحد.
10:26
With three qubits,
205
626940
1346
وبوجود ثلاثة كيوبت،
10:28
we're working in superposition across eight combinations,
206
628310
3241
فنحن نتعامل في التراكب الكمي مع ثمان مجموعات،
10:31
and so on.
207
631575
1152
وهكذا.
10:33
Each time we add a single qubit, we double the number of combinations
208
633294
3950
في كل مرة نضيف كيوبت واحدة، نضاعف عدد المجموعات
10:37
that we can work with in superposition
209
637268
3602
التي يمكن أن نتعامل معها في التراكب الكمي
10:40
at the same time.
210
640894
1179
في نفس الوقت.
10:43
And so when we scale up to work with many qubits,
211
643005
2629
لذلك عندما نتوسع في التعامل مع العديد من الكيوبت،
10:45
we can work with an exponential number of combinations
212
645658
3622
يمكننا العمل مع عدد أُسي من المجموعات
10:49
at the same time.
213
649304
1319
في نفس الوقت.
10:51
And this just hints at where the power of quantum computing is coming from.
214
651440
3635
وهذا يلمح فقط إلى مصدر قوة الحوسبة الكمومية.
10:56
Now, in modern encryption,
215
656964
1327
الآن، في التشفير الحديث،
10:59
our secret keys, like the two factors of that larger number,
216
659429
3928
مفاتيحنا السرية، مثل العاملين لهذا العدد الأكبر،
11:03
they're just long sequences of zeroes and ones.
217
663381
2277
هم مجرد سلاسل طويلة من الأصفار والواحد.
11:06
To find them,
218
666539
1244
وللتعرف عليهم،
11:07
a classical computer must go through every single combination,
219
667807
4444
ينبغي على الحاسوب التقليدي اختبار كل مجموعة ممكنة،
11:12
one after the other,
220
672275
1151
واحدة بعد الأخرى،
11:13
until it finds the one that works and breaks our encryption.
221
673450
3079
حتي يعثر على المجموعة الصحيحة ويفك شفرتنا.
11:18
But on a quantum computer,
222
678191
1548
ولكن في الحاسوب الكمومي،
11:20
with enough qubits in superposition,
223
680779
3193
مع عدد كاف من الكيوبت في تراكب كمي،
11:25
information can be extracted from all combinations at the same time.
224
685001
4331
يمكن استخلاص المعلومات من كل المجموعات في نفس الوقت.
11:30
In very few steps,
225
690912
1254
بخطوات قليلة،
11:32
a quantum computer can brush aside all of the incorrect combinations,
226
692190
3974
يمكن للحاسوب الكمومي أن يتجنب كل المجموعات الخاطئة،
11:36
home in on the correct one
227
696188
1413
ويحدد الصحيحة
11:37
and then unlock our treasured secrets.
228
697625
2061
ويطلع على أسرارنا الثمينة.
11:44
Now, at the crazy quantum level,
229
704215
2566
على المستوى الكمي الجنوني،
11:47
something truly incredible is happening here.
230
707900
2622
يحدث شيء لا يصدق حقًا هنا.
11:52
The conventional wisdom held by many leading physicists --
231
712625
3674
الحكمة المألوفة لدى الفيزيائيين الرائدين،
11:56
and you've got to stay with me on this one --
232
716323
2619
وعليكم التركيز معي في هذا الأمر،
11:58
is that each combination is actually examined by its very own quantum computer
233
718966
4423
هي أن كل مجموعة يتم اختبارها بواسطة حاسوب كمومي خاص
12:03
inside its very own parallel universe.
234
723413
2549
داخل عالمها الموازي.
12:07
Each of these combinations, they add up like waves in a pool of water.
235
727303
3901
وكل هذه المجموعات تضاف لبعضها كموجات في بركة ماء.
12:12
The combinations that are wrong,
236
732085
1986
فالمجموعات الخاطئة
12:14
they cancel each other out.
237
734095
1978
تلغي بعضها البعض.
12:16
And the combinations that are right,
238
736097
1760
والمجموعات الصحيحة
12:17
they reinforce and amplify each other.
239
737881
1859
تقوي بعضها.
12:20
So at the end of the quantum computing program,
240
740241
2665
وفي نهاية البرنامج الحسابي الكمومي،
12:22
all that's left is the correct answer,
241
742930
2817
لا يتبقى إلا الإجابة الصحيحة،
12:25
that we can then observe here in this universe.
242
745771
2553
التي يمكننا رصدها هنا في هذا الكون.
12:29
Now, if that doesn't make complete sense to you, don't stress.
243
749575
3136
إن لم يكن ذلك منطقيًا، فلا تنزعجوا.
12:32
(Laughter)
244
752735
1048
(ضحك)
12:33
You're in good company.
245
753807
1223
أنتم في رفقة جيدة.
12:36
Niels Bohr, one of the pioneers of this field,
246
756205
3166
قال (نيلز بور) ذات مرة، وهو أحد رواد هذا المجال،
12:39
he once said that anyone who could contemplate quantum mechanics
247
759395
3007
أن أي شخص يمكنه التفكير في ميكانيكا الكم
12:42
without being profoundly shocked,
248
762426
2363
دون أن يصدم،
12:44
they haven't understood it.
249
764813
1456
فهو لم يفهمها.
12:46
(Laughter)
250
766293
1427
(ضحك)
12:47
But you get an idea of what we're up against,
251
767744
2155
ولكنكم تملكون فكرة عما نواجهه،
12:49
and why it's now up to us cryptographers
252
769923
2062
ولماذا ينبغي علينا كمشفرين
12:52
to really step it up.
253
772009
1363
أن نصعّد الأمر.
12:54
And we have to do it fast,
254
774674
2089
وعلينا فعل ذلك بسرعة،
12:56
because quantum computers,
255
776787
2032
لأن الحواسيب الكمومية،
12:58
they already exist in labs all over the world.
256
778843
3023
متواجدة فعلًا في المختبرات حول العالم.
13:03
Fortunately, at this minute,
257
783248
1897
ولحسن الحظ، الآن،
13:05
they only exist at a relatively small scale,
258
785169
2670
فهي متواجدة على نطاق ضيق،
13:07
still too small to break our much larger cryptographic keys.
259
787863
3065
وأصغر من أن يفك شفراتنا.
13:12
But we might not be safe for long.
260
792127
1684
ولكن قد لا نبقى في مأمن لوقت طويل.
13:14
Some folks believe that secret government agencies
261
794968
2496
يعتقد بعض الناس أن الوكالات الحكومية السرية
13:17
have already built a big enough one,
262
797488
1913
قد بنوا واحدًا كبيرًا بما يكفي،
13:19
and they just haven't told anyone yet.
263
799425
1973
ولم يخبروا أحدًا بعد.
13:21
Some pundits say they're more like 10 years off.
264
801961
2429
ويقول بعض المتكهنين أن أمامنا 10 سنوات.
13:24
Some people say it's more like 30.
265
804414
1860
ويقول آخرون أنها 30 سنة.
13:27
You might think that if quantum computers are 10 years away,
266
807163
2857
قد تعتقدون أنه إذا كانت الحواسيب الكمومية تبعد 10 سنوات،
13:30
surely that's enough time for us cryptographers to figure it out
267
810044
3064
فالوقت كاف أمامنا كمشفرين لإيجاد حل
13:33
and to secure the internet in time.
268
813132
1694
ولتأمين الإنترنت في الوقت المناسب.
13:34
But unfortunately, it's not that easy.
269
814850
1887
ولكن للأسف، ليس الأمر بتلك السهولة.
13:37
Even if we ignore the many years that it takes
270
817521
2188
حتى إذا تجاهلنا كل السنوات التي نحتاجها
13:39
to standardize and deploy and then roll out new encryption technology,
271
819733
3666
لتوحيد ونشر ومن ثم طرح تقنية التشفير الجديدة،
13:43
in some ways we may already be too late.
272
823423
2328
بشكل ما قد نكون متأخرين بالفعل.
13:47
Smart digital criminals and government agencies
273
827407
3172
فالمجرمون الرقميون الأذكياء والوكالات الحكومية
13:50
may already be storing our most sensitive encrypted data
274
830603
4279
قد يكون بحوزتهم بياناتنا الثمينة
13:54
in anticipation for the quantum future ahead.
275
834906
2593
في انتظار المستقبل الكمومي القادم.
13:59
The messages of foreign leaders,
276
839069
1738
رسائل القادة الأجانب،
14:02
of war generals
277
842100
1355
و جنرالات الحرب
14:04
or of individuals who question power,
278
844653
2162
أو الأفراد المعارضين للسلطة،
14:07
they're encrypted for now.
279
847936
1550
جميعها مشفرة الآن.
14:10
But as soon as the day comes
280
850487
1601
ولكن بمرور الأيام
14:12
that someone gets their hands on a quantum computer,
281
852112
2776
عندما يصبح الحاسوب الكمومي في متناول اليد،
14:14
they can retroactively break anything from the past.
282
854912
3126
سيمكنهم فك الشفرات بأثر رجعي.
14:19
In certain government and financial sectors
283
859078
2030
في قطاعات حكومية واقتصادية معينة
14:21
or in military organizations,
284
861132
1403
أو في المؤسسات العسكرية،
14:22
sensitive data has got to remain classified for 25 years.
285
862559
3074
تبقى البيانات الحساسة سرية لمدة 25 عامًا.
14:26
So if a quantum computer really will exist in 10 years,
286
866273
3180
فإذا تواجد الحاسوب الكمومي خلال 10 سنوات،
14:29
then these guys are already 15 years too late
287
869477
2290
فقد تأخر هؤلاء 15 عامًا بالفعل
14:31
to quantum-proof their encryption.
288
871791
1710
على اختبار التشفير الكمي.
14:34
So while many scientists around the world
289
874858
1976
لذلك بينما يتسابق كثير من العلماء حول العالم
14:36
are racing to try to build a quantum computer,
290
876858
2903
لمحاولة بناء حاسوب كمومي،
14:39
us cryptographers are urgently looking to reinvent encryption
291
879785
3450
نحن المشفرون نبحث بشكل عاجل لإعادة اختراع التشفير
14:43
to protect us long before that day comes.
292
883259
2202
لحمايتنا قبل مجئ هذا اليوم.
14:46
We're looking for new, hard mathematical problems.
293
886718
2974
نبحث عن مسائل رياضية جديدة وصعبة.
14:50
We're looking for problems that, just like factorization,
294
890435
3011
نبحث عن مسائل مثل تحليل العوامل الأولية،
14:53
can be used on our smartphones and on our laptops today.
295
893470
3009
يمكن استخدامها في هواتفنا وحواسيبنا المحمولة اليوم.
14:57
But unlike factorization, we need these problems to be so hard
296
897596
4375
ولكن على عكس تحليل العوامل، نحتاج أن تكون هذه المسائل صعبة للغاية
15:01
that they're even unbreakable with a quantum computer.
297
901995
2846
حتي لا يمكن لحاسوب كمومي حلها.
15:06
In recent years, we've been digging around a much wider realm of mathematics
298
906366
3606
في السنوات الأخيرة، كنا ننقب على نطاق أوسع في الرياضيات
15:09
to look for such problems.
299
909996
1526
بحثًا عن هذه المسائل.
15:12
We've been looking at numbers and objects
300
912205
1971
وكنا ننظر إلى الأرقام والأشياء
15:14
that are far more exotic and far more abstract
301
914200
2168
شديدة الغرابة والتجريدية
15:16
than the ones that you and I are used to,
302
916392
1956
مقارنة بما اعتدنا عليه،
15:18
like the ones on our calculators.
303
918372
1597
مثل الموجودة في الآلات الحاسبة.
15:19
And we believe we've found some geometric problems
304
919993
2380
ونعتقد أننا وجدنا بعض المسائل الهندسية
15:22
that just might do the trick.
305
922397
1399
التي يمكن أن تؤدي الغرض.
15:24
Now, unlike those two- and three-dimensional geometric problems
306
924383
3063
وعلى عكس تلك المسائل الهندسية ثنائية وثلاثية الأبعاد
15:27
that we used to have to try to solve with pen and graph paper in high school,
307
927470
3699
التي اعتدنا أن نحاول حلها بالورق والقلم في المدرسة الثانوية،
15:31
most of these problems are defined in well over 500 dimensions.
308
931193
4229
يتم تعيين هذه المسائل في أكثر من 500 بعد.
15:36
So not only are they a little hard to depict and solve on graph paper,
309
936453
3756
لذلك لا يصعب تصورهم وحلهم على الورق فقط،
15:40
but we believe they're even out of the reach of a quantum computer.
310
940233
3472
إذ نعتقد أنهم يصعبون على الكمبيوتر الكمومي أيضًا.
15:45
So though it's early days,
311
945392
1697
وعلى الرغم من أن الوقت مبكر،
15:47
it's here that we are putting our hope as we try to secure our digital world
312
947113
4505
إلا أننا نضع أملنا هنا ونحن نحاول تأمين عالمنا الرقمي
15:51
moving into its quantum future.
313
951642
1970
بينما يتجه إلى المستقبل الكمومي.
15:55
Just like all of the other scientists,
314
955171
1853
تمامًا مثل كل العلماء الآخرين،
15:57
we cryptographers are tremendously excited
315
957048
2163
نحن كمشفرين متحمسون للغاية
15:59
at the potential of living in a world alongside quantum computers.
316
959235
3857
لإمكانات العيش في عالم به حواسيب كمومية.
16:04
They could be such a force for good.
317
964839
2153
حيث يمكن أن تكون قوة من أجل الخير.
16:09
But no matter what technological future we live in,
318
969508
4248
ولكن بغض النظر عن المستقبل التكنولوجي الذي سوف نعيش فيه،
16:16
our secrets will always be a part of our humanity.
319
976867
4856
سوف تبقى أسرارنا جزءًا من إنسانيتنا.
16:22
And that is worth protecting.
320
982637
2234
وهذا يستحق الحماية.
16:25
Thanks.
321
985559
1154
شكرًا.
16:26
(Applause)
322
986737
3106
(تصفيق)
حول هذا الموقع

سيقدم لك هذا الموقع مقاطع فيديو YouTube المفيدة لتعلم اللغة الإنجليزية. سترى دروس اللغة الإنجليزية التي يتم تدريسها من قبل مدرسين من الدرجة الأولى من جميع أنحاء العالم. انقر نقرًا مزدوجًا فوق الترجمة الإنجليزية المعروضة على كل صفحة فيديو لتشغيل الفيديو من هناك. يتم تمرير الترجمات بالتزامن مع تشغيل الفيديو. إذا كان لديك أي تعليقات أو طلبات ، يرجى الاتصال بنا باستخدام نموذج الاتصال هذا.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7