TEDxSydney
Craig Costello: In the war for information, will quantum computers defeat cryptographers?
كريج كوستيلو: التشفير والحواسيب الكمومية وحرب المعلومات
Filmed:
Readability: 4.8
1,426,098 views
في هذه النظرة إلى مستقبلنا التكنولوجي، يناقش المشفر كريج كوستيلو إمكانات الحواسيب الكمومية التي يمكن أن تغير العالم، والتي يمكن أن تحطم الحدود التي وضعتها آلات اليوم، وتمنح محللي الشفرات مفتاح العالم الرقمي. تعرف على كيفية قيام كوستيلو وزملاؤه من المشفرين بالسباق لإعادة اختراع التشفير وتأمين الإنترنت.
Craig Costello - Cryptographer
Craig Costello uses mathematics to secure the digital world, both against the threats that exist today and those that may exist in the future. Full bio
Craig Costello uses mathematics to secure the digital world, both against the threats that exist today and those that may exist in the future. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
I'm in the business
of safeguarding secrets,
of safeguarding secrets,
0
782
3275
أعمل في مجال حفظ الأسرار،
00:16
and this includes your secrets.
1
4081
2172
ويشمل ذلك أسراركم.
00:19
Cryptographers are
the first line of defense
the first line of defense
2
7206
2134
المشفرون هم خط الدفاع الأول
00:21
in an ongoing war that's been
raging for centuries:
raging for centuries:
3
9364
3582
في حرب مستعرة منذ قرون:
00:24
a war between code makers
4
12970
2263
حرب بين صناع الشفرة
00:27
and code breakers.
5
15257
1252
ومحلليها.
00:29
And this is a war on information.
6
17030
2094
وهو صراع على المعلومات.
00:32
The modern battlefield
for information is digital.
for information is digital.
7
20227
3484
وأرض المعركة الحديثة على المعلومات رقمية.
00:35
And it wages across your phones,
8
23735
2162
وهي تشن عبر هواتفكم،
00:37
your computers
9
25921
1176
وحواسيبكم،
00:39
and the internet.
10
27121
1169
والإنترنت.
00:41
Our job is to create systems that scramble
your emails and credit card numbers,
your emails and credit card numbers,
11
29299
4979
وظيفتنا هي إنشاء أنظمة تشفر
عن بريدكم الإلكتروني وبطاقاتكم الائتمانية،
عن بريدكم الإلكتروني وبطاقاتكم الائتمانية،
00:46
your phone calls and text messages --
12
34302
2259
ومكالماتكم الهاتفية ورسائلكم،
00:48
and that includes those saucy selfies --
13
36585
2192
ويشمل ذلك صوركم الشخصية البذيئة،
00:50
(Laughter)
14
38801
1222
(ضحك)
00:52
so that all of this information
can only be descrambled
can only be descrambled
15
40047
2753
ولا يتم فك هذا التشفير عن المعلومات
00:54
by the recipient that it's intended for.
16
42824
2121
إلا بواسطة المتلقي المقصود.
00:58
Now, until very recently,
17
46017
2313
حتى وقت قريب،
01:00
we thought we'd won this war for good.
18
48354
2555
اعتقدنا أننا سنربح هذه الحرب وللأبد.
01:03
Right now, each of your smartphones
is using encryption
is using encryption
19
51694
2945
حاليًا تستخدم هواتفكم الذكية التشفير
01:06
that we thought was unbreakable
and that was going to remain that way.
and that was going to remain that way.
20
54663
3700
الذي اعتقدنا أنه لا يمكن خرقه
وأنه سيبقى على هذه الحال.
وأنه سيبقى على هذه الحال.
01:11
We were wrong,
21
59654
1940
ولكننا كنا مخطئين،
01:13
because quantum computers are coming,
22
61618
2386
لأن الحواسيب الكمومية قادمة،
01:16
and they're going to change
the game completely.
the game completely.
23
64028
2790
وسوف تغير الوضع كليًا.
01:20
Throughout history,
cryptography and code-breaking
cryptography and code-breaking
24
68445
2456
عبر التاريخ، كان التشفير وكسر الشفرة
01:22
has always been this game
of cat and mouse.
of cat and mouse.
25
70925
2070
مثل لعبة القط والفأر.
01:25
Back in the 1500s,
26
73598
1677
وفي القرن السادس عشر،
01:27
Queen Mary of the Scots thought
she was sending encrypted letters
she was sending encrypted letters
27
75299
3179
ظنت ماري ملكة اسكتلندا
أنها ترسل رسائل مشفرة
أنها ترسل رسائل مشفرة
01:30
that only her soldiers could decipher.
28
78502
1977
ولا يستطيع أحد فك شفرتها إلا جنودها.
01:33
But Queen Elizabeth of England,
29
81074
2046
ولكن إليزابيث ملكة انجلترا،
01:35
she had code breakers
that were all over it.
that were all over it.
30
83144
2400
كان لديها محللون للشفرة
01:38
They decrypted Mary's letters,
31
86116
2005
وفكوا شفرة رسائل ماري،
01:40
saw that she was attempting
to assassinate Elizabeth
to assassinate Elizabeth
32
88145
3173
واكتشفوا أنها كانت تخطط لاغتيال إليزابيث
01:43
and, subsequently,
they chopped Mary's head off.
they chopped Mary's head off.
33
91342
2431
ومن ثم، قطعوا رأس ماري.
01:47
A few centuries later, in World War II,
34
95729
2352
بعد ذلك ببضعة قرون،
في الحرب العالمية الثانية،
في الحرب العالمية الثانية،
01:50
the Nazis communicated
using the Engima code,
using the Engima code,
35
98987
2884
تواصل النازيون باستخدام شفرة (إنيغما)،
01:53
a much more complicated encryption scheme
that they thought was unbreakable.
that they thought was unbreakable.
36
101895
3641
مخطط تشفير أكثر تعقيدًا
اعتقدوا أنه غير قابل للفك.
اعتقدوا أنه غير قابل للفك.
01:58
But then good old Alan Turing,
37
106274
1930
ولكن عندها قام (آلان تورنج)،
02:00
the same guy who invented
what we now call the modern computer,
what we now call the modern computer,
38
108228
3035
وهو الشخص الذي اخترع
ما نسميه اليوم بالحاسوب الحديث،
ما نسميه اليوم بالحاسوب الحديث،
02:03
he built a machine and used it
to break Enigma.
to break Enigma.
39
111287
2615
ببناء آلة واستخدمها لفك شفرة (إنيغما).
02:06
He deciphered the German messages
40
114545
1605
فك ذلك شفرة الرسائل الألمانية
02:08
and helped to bring Hitler
and his Third Reich to a halt.
and his Third Reich to a halt.
41
116174
2715
وساعد على إيقاف هتلر والرايخ الثالث.
02:11
And so the story has gone
throughout the centuries.
throughout the centuries.
42
119772
2559
واستمرت هذه القصة لقرون.
02:14
Cryptographers improve their encryption,
43
122821
2502
يحسن المشفرون من شفراتهم،
02:17
and then code breakers fight back
and they find a way to break it.
and they find a way to break it.
44
125347
3138
ثم يرد المحللون ويجدون سبيلًا لفكها.
02:20
This war's gone back and forth,
and it's been pretty neck and neck.
and it's been pretty neck and neck.
45
128969
3387
واستمرت هذه الحرب يوم لنا ويوم علينا.
02:25
That was until the 1970s,
46
133533
2715
حتى سبعينيات القرن الماضي،
02:28
when some cryptographers
made a huge breakthrough.
made a huge breakthrough.
47
136272
2660
عندما حقق بعض المشفرين تقدم عظيم.
02:31
They discovered an extremely
powerful way to do encryption
powerful way to do encryption
48
139781
3561
واكتشفوا طريقة قوية للغاية للتشفير
02:35
called "public-key cryptography."
49
143366
1752
تسمى التشفير باستخدام المفتاح العام.
02:37
Unlike all of the prior methods used
throughout history, it doesn't require
throughout history, it doesn't require
50
145839
4275
وبخلاف كل الطرق السابقة، فإنها لا تتطلب
02:42
that the two parties that want to send
each other confidential information
each other confidential information
51
150138
3607
أن يقوم الطرفان الراغبان
في إرسال معلومات سرية إلى بعضهما
في إرسال معلومات سرية إلى بعضهما
02:45
have exchanged the secret key beforehand.
52
153769
2059
بتبادل المفتاح السري أولًا.
02:48
The magic of public-key cryptography
is that it allows us to connect securely
is that it allows us to connect securely
53
156602
4112
سحر تشفير المفتاح العام
هو أنه يسمح لنا بالاتصال بأمان
هو أنه يسمح لنا بالاتصال بأمان
02:52
with anyone in the world,
54
160738
1544
مع أي شخص في العالم،
02:55
whether we've exchanged
data before or not,
data before or not,
55
163481
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.
don't even realize it's happening.
56
166374
3662
والقيام بذلك بسرعة
لدرجة أننا لا ندرك أنه يحدث.
لدرجة أننا لا ندرك أنه يحدث.
03:03
Whether you're texting your mate
to catch up for a beer,
to catch up for a beer,
57
171001
3238
سواء كنت تراسل رفيقك لتحتسوا الجعة معًا،
03:06
or you're a bank that's transferring
billions of dollars to another bank,
billions of dollars to another bank,
58
174263
4247
أو كنت بنكًا يقوم بتحويل
مليارات الدولارات إلى بنك آخر،
مليارات الدولارات إلى بنك آخر،
03:10
modern encryption enables us
to send data that can be secured
to send data that can be secured
59
178534
3051
يتيح لنا التشفير الحديث
ارسال بيانات يمكن تأمينها
ارسال بيانات يمكن تأمينها
03:13
in a matter of milliseconds.
60
181609
2021
في أجزاء من الثانية.
03:17
The brilliant idea that makes
this magic possible,
this magic possible,
61
185502
2882
الفكرة التي تجعل هذا السحر ممكنًا،
03:20
it relies on hard mathematical problems.
62
188408
2527
تعتمد على المسائل الرياضية الصعبة.
03:23
Cryptographers are deeply interested
in things that calculators can't do.
in things that calculators can't do.
63
191623
3834
فالمشفرون يهتمون بشدة بالأشياء
التي لا تستطيع الآلات الحاسبة القيام بها.
التي لا تستطيع الآلات الحاسبة القيام بها.
03:29
For example, calculators can multiply
any two numbers you like,
any two numbers you like,
64
197250
3401
فمثلًا، يمكن أن تضرب الآلات الحاسبة
أي رقمين تريدهما،
أي رقمين تريدهما،
03:32
no matter how big the size.
65
200675
1686
أيًا كان حجمهما.
03:35
But going back the other way --
66
203175
1941
ولكن الذهاب بالاتجاه المعاكس،
03:37
starting with the product and then asking,
67
205140
2218
بدءًا من ناتج الضرب ثم التساؤل،
03:39
"Which two numbers multiply
to give this one?" --
to give this one?" --
68
207382
2365
"أي رقمين يتم ضربهما
للحصول على هذا الناتج؟"
للحصول على هذا الناتج؟"
03:41
that's actually a really hard problem.
69
209771
2381
إنها مسألة صعبة حقًا.
03:45
If I asked you to find which two-digit
numbers multiply to give 851,
numbers multiply to give 851,
70
213358
4591
إذا سألتكم إيجاد رقمين ناتج ضربهما هو 851،
03:51
even with a calculator,
71
219051
1192
باستخدام الآلة الحاسبة،
03:52
most people in this room would have
a hard time finding the answer
a hard time finding the answer
72
220267
3107
فأغلب الناس في هذه الغرفة
سيصعب عليهم إيجاد الحل،
سيصعب عليهم إيجاد الحل،
03:55
by the time I'm finished with this talk.
73
223398
1916
في وقت إنهاء هذا الحديث.
03:57
And if I make the numbers a little larger,
74
225338
2661
وإذا جعلت الأرقام أكبر قليلًا،
04:00
then there's no calculator on earth
that can do this.
that can do this.
75
228023
3657
فلا يوجد آلة حاسبة على الأرض
يمكنها فعل ذلك.
يمكنها فعل ذلك.
04:03
In fact, even the world's
fastest supercomputer
fastest supercomputer
76
231704
2883
في الواقع، حتى أسرع حواسيب العالم
04:06
would take longer
than the life age of the universe
than the life age of the universe
77
234611
2490
سوف تستغرق وقتًا أطول من عمر الكون
04:09
to find the two numbers
that multiply to give this one.
that multiply to give this one.
78
237125
2872
لتجد الرقمين الذين ينتج ضربهما هذا الرقم.
04:13
And this problem,
called "integer factorization,"
called "integer factorization,"
79
241029
3341
وهذه المشكلة، التي تسمى
"تحليل الأعداد إلى عوامل،"
"تحليل الأعداد إلى عوامل،"
04:16
is exactly what each of your smartphones
and laptops is using right now
and laptops is using right now
80
244394
3626
هي ما تستخدمه هواتفكم
وحواسيبكم المحمولة الآن
وحواسيبكم المحمولة الآن
04:20
to keep your data secure.
81
248044
1534
للحفاظ على أمن البيانات.
04:22
This is the basis of modern encryption.
82
250254
2417
هذا هو أساس التشفير الحديث.
04:26
And the fact that all the computing power
on the planet combined can't solve it,
on the planet combined can't solve it,
83
254266
4210
وحقيقة أن جميع حواسيب العالم
مجتمعة لا يمكنها حله،
مجتمعة لا يمكنها حله،
04:30
that's the reason we cryptographers
thought we'd found a way
thought we'd found a way
84
258500
2873
هذا هو السبب وراء اعتقادنا
كمشفرين أننا قد وجدنا طريقة
كمشفرين أننا قد وجدنا طريقة
04:33
to stay ahead of the code
breakers for good.
breakers for good.
85
261397
2258
لنتغلب على محللي الشفرات.
04:37
Perhaps we got a little cocky
86
265131
1652
ربما أصابنا الغرور
04:39
because just when we thought
the war was won,
the war was won,
87
267902
2346
لأنه عندما ظننا أننا انتصرنا في الحرب،
04:42
a bunch of 20th-century physicists
came to the party,
came to the party,
88
270272
2938
انضم إلى الحفلة مجموعة
من علماء الفيزياء من القرن العشرين،
من علماء الفيزياء من القرن العشرين،
04:45
and they revealed
that the laws of the universe,
that the laws of the universe,
89
273234
2679
وكشفوا أن قوانين الكون،
04:47
the same laws that modern
cryptography was built upon,
cryptography was built upon,
90
275937
2595
نفس القوانين
التي بني عليها التشفير الحديث،
التي بني عليها التشفير الحديث،
04:51
they aren't as we thought they were.
91
279422
1815
ليست كما اعتقدنا.
04:54
We thought that one object couldn't be
in two places at the same time.
in two places at the same time.
92
282205
3511
كنا نظن أن الشيء لا يمكنه التواجد
في مكانين في نفس الوقت.
في مكانين في نفس الوقت.
04:58
It's not the case.
93
286262
1541
لكن ليس هذا هو الحال.
04:59
We thought nothing can possibly spin
clockwise and anticlockwise
clockwise and anticlockwise
94
287827
3712
كنا نظن أنه لا يمكن لشيء أن يدور
في اتجاه وعكس اتجاه عقارب الساعة
في اتجاه وعكس اتجاه عقارب الساعة
05:03
simultaneously.
95
291563
1285
في الوقت ذاته.
05:05
But that's incorrect.
96
293265
1387
لكن هذا غير صحيح.
05:07
And we thought that two objects
on opposite sides of the universe,
on opposite sides of the universe,
97
295173
3710
وكنا نظن أن كائنين على جانبي الكون،
05:10
light years away from each other,
98
298907
2301
وبينهما سنوات ضوئية،
05:13
they can't possibly influence
one another instantaneously.
one another instantaneously.
99
301232
3566
لا يمكنهم التأثير على بعضهم البعض لحظيًا.
05:17
We were wrong again.
100
305932
1247
وكنا مخطئين مرة أخرى.
05:20
And isn't that always the way
life seems to go?
life seems to go?
101
308403
2209
أليس هذا هو الحال دائمًا؟
05:22
Just when you think you've got
everything covered, your ducks in a row,
everything covered, your ducks in a row,
102
310636
3396
عندما تظن أنك ألممت بالأمر،
05:26
a bunch of physicists come along
103
314056
1555
تأتي مجموعة من علماء الفيزياء
05:27
and reveal that the fundamental laws
of the universe are completely different
of the universe are completely different
104
315635
3692
وتكشف أن القوانين الأساسية
للكون مختلفة تمامًا
للكون مختلفة تمامًا
05:31
to what you thought?
105
319351
1161
عما اعتقدت؟
05:32
(Laughter)
106
320536
1058
(ضحك)
05:33
And it screws everything up.
107
321618
1356
ويفسد ذلك كل شيء.
05:34
See, in the teeny tiny subatomic realm,
108
322998
4526
في عالم ما دون الذرات متناهي الصغر،
05:39
at the level of electrons and protons,
109
327548
3012
على مستوى الإلكترونات والبروتونات،
05:42
the classical laws of physics,
110
330584
1822
القوانين التقليدية للفيزياء،
05:44
the ones that we all know and love,
111
332430
1840
وهي القوانين التي نعلمها ونحبها،
05:46
they go out the window.
112
334294
1238
تتلاشى.
05:48
And it's here that the laws
of quantum mechanics kick in.
of quantum mechanics kick in.
113
336023
2811
وتبدأ قوانين ميكانيكا الكم.
05:51
In quantum mechanics,
114
339688
1186
في ميكانيكا الكم،
05:52
an electron can be spinning clockwise
and anticlockwise at the same time,
and anticlockwise at the same time,
115
340898
4478
يمكن للإلكترون الدوران في اتجاه
وعكس اتجاه عقارب الساعة في نفس الوقت،
وعكس اتجاه عقارب الساعة في نفس الوقت،
05:57
and a proton can be in two places at once.
116
345400
2564
ويمكن للبروتون التواجد
في مكانين في نفس الوقت.
في مكانين في نفس الوقت.
06:01
It sounds like science fiction,
117
349940
2123
يبدو ذلك كالخيال العلمي،
06:04
but that's only because
the crazy quantum nature of our universe,
the crazy quantum nature of our universe,
118
352087
4195
ولكن هذا فقط لأن الطبيعة الكمومية
المجنونة لكوننا،
المجنونة لكوننا،
06:08
it hides itself from us.
119
356306
1671
تخفي نفسها عنا.
06:10
And it stayed hidden from us
until the 20th century.
until the 20th century.
120
358884
3292
وبقيت مخفية عنا حتى القرن العشرين.
06:15
But now that we've seen it,
the whole world is in an arms race
the whole world is in an arms race
121
363494
3769
ولكن الآن بعد أن رأينا ذلك،
أصبح العالم بأسره في سباق
أصبح العالم بأسره في سباق
06:19
to try to build a quantum computer --
122
367287
2276
لمحاولة بناء الحاسوب الكمومي،
06:22
a computer that can harness the power
of this weird and wacky quantum behavior.
of this weird and wacky quantum behavior.
123
370455
4339
وهو حاسوب يمكنه تسخير
قوة هذا السلوك الكمومي الغامض.
قوة هذا السلوك الكمومي الغامض.
06:28
These things are so revolutionary
124
376375
2456
هذه الأشياء ثورية جدًا
06:30
and so powerful
125
378855
1766
وقوية جدًا
06:32
that they'll make today's
fastest supercomputer
fastest supercomputer
126
380645
2353
حتى أنها ستجعل أسرع الحواسيب الخارقة اليوم
06:35
look useless in comparison.
127
383022
2080
تبدو عديمة القيمة بالمقارنة بها.
06:37
In fact, for certain problems
that are of great interest to us,
that are of great interest to us,
128
385868
3018
في الواقع، بالنسبة لمشاكل معينة
لها أهمية عندنا،
لها أهمية عندنا،
06:41
today's fastest supercomputer
is closer to an abacus
is closer to an abacus
129
389633
2611
حواسيب اليوم الخارقة تبدو أقرب للمعداد
06:44
than to a quantum computer.
130
392268
1675
مقارنة بالحواسيب الكمومية.
06:45
That's right, I'm talking about
those little wooden things with the beads.
those little wooden things with the beads.
131
393967
3536
هذا صحيح، أنا أتحدث
عن تلك الأشياء الخشبية الصغيرة ذات الخرز.
عن تلك الأشياء الخشبية الصغيرة ذات الخرز.
06:50
Quantum computers can simulate
chemical and biological processes
chemical and biological processes
132
398477
4268
يمكن للحواسيب الكمومية محاكاة
العمليات الكيميائية والبيولوجية
العمليات الكيميائية والبيولوجية
06:54
that are far beyond the reach
of our classical computers.
of our classical computers.
133
402769
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.
some of our planet's biggest problems.
134
406812
5591
وبهذا، فهي تعد بمساعدتنا
في حل المشكلات الكبرى لكوكبنا.
في حل المشكلات الكبرى لكوكبنا.
07:05
They're going to help us
combat global hunger;
combat global hunger;
135
413492
2272
فسوف تساعدنا على مكافحة الجوع في العالم،
07:09
to tackle climate change;
136
417074
2317
ومعالجة تغير المناخ،
07:11
to find cures for diseases and pandemics
for which we've so far been unsuccessful;
for which we've so far been unsuccessful;
137
419415
3960
وإيجاد علاجات للأمراض والأوبئة
التي لم ننجح في علاجها حتى الآن،
التي لم ننجح في علاجها حتى الآن،
07:16
to create superhuman
artificial intelligence;
artificial intelligence;
138
424213
2909
وإنشاء ذكاءٍ اصطناعيٍ خارق،
07:20
and perhaps even more important
than all of those things,
than all of those things,
139
428034
2904
وربما كان الأهم من كل ذلك،
07:22
they're going to help us understand
the very nature of our universe.
the very nature of our universe.
140
430962
3726
أنها ستساعدنا في فهم طبيعة عالمنا ذاته.
07:28
But with this incredible potential
141
436376
2214
ولكن مع هذه الإمكانات المذهلة
07:31
comes an incredible risk.
142
439788
1631
يأتي خطر كبير.
07:34
Remember those big numbers
I talked about earlier?
I talked about earlier?
143
442785
2384
هل تتذكرون هذه الأرقام الكبيرة
التي تحدثت عنها سابقًا؟
التي تحدثت عنها سابقًا؟
07:38
I'm not talking about 851.
144
446152
2099
لا أتحدث عن 851.
07:40
In fact, if anyone in here
has been distracted
has been distracted
145
448275
2181
في الواقع لو كان أي منكم تشتت
07:42
trying to find those factors,
146
450480
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.
and tell you that it's 23 times 37.
147
451943
3554
فسوف أخرجه من بؤسه وأخبره أنها 23 ضرب 37.
07:47
(Laughter)
148
455521
1194
(ضحك)
07:48
I'm talking about the much
bigger number that followed it.
bigger number that followed it.
149
456739
2735
أتحدث عن الرقم الأكبر كثيرًا الذي تبعه.
07:52
While today's fastest supercomputer
couldn't find those factors
couldn't find those factors
150
460300
3500
بينما لا تستطيع حواسيب اليوم الخارقة
تحليل هذه العوامل
تحليل هذه العوامل
07:55
in the life age of the universe,
151
463824
2333
خلال عمر هذا الكون،
07:58
a quantum computer
could easily factorize numbers
could easily factorize numbers
152
466181
2880
يمكن للحاسوب الكمومي تحليل أرقام
08:01
way, way bigger than that one.
153
469085
1567
أكبر كثيرًا من هذا.
08:03
Quantum computers will break
all of the encryption currently used
all of the encryption currently used
154
471882
3410
تقوم أجهزة الكمبيوتر الكمومية
بفك كل التشفير المستخدم حاليًا
بفك كل التشفير المستخدم حاليًا
08:07
to protect you and I from hackers.
155
475316
1978
لحمايتنا من المخترقين.
08:09
And they'll do it easily.
156
477318
1427
وستفعل ذلك بسهولة.
08:12
Let me put it this way:
157
480539
1333
دعوني أصيغها بهذه الطريقة:
08:13
if quantum computing was a spear,
158
481896
1770
إذا كانت الحواسيب الكمومية رمحًا،
08:16
then modern encryption,
159
484666
1535
فإن التشفير الحديث،
08:18
the same unbreakable system
that's protected us for decades,
that's protected us for decades,
160
486225
3373
وهو النظام غير القابل للاختراق
الذي حمانا لعقود،
الذي حمانا لعقود،
08:21
it would be like a shield
made of tissue paper.
made of tissue paper.
161
489622
2658
سيكون كدرع صنع من المحارم الورقية.
08:25
Anyone with access to a quantum computer
will have the master key
will have the master key
162
493578
3988
وأي شخص يستعمل حاسوب كمومي
سيملك المفتاح
سيملك المفتاح
08:29
to unlock anything they like
in our digital world.
in our digital world.
163
497590
2688
لفتح أي شيء في عالمنا الرقمي.
08:33
They could steal money from banks
164
501293
1812
فيمكنهم سرقة الأموال من البنوك
08:35
and control economies.
165
503129
1431
والتحكم في الاقتصاد.
08:37
They could power off hospitals
or launch nukes.
or launch nukes.
166
505303
2897
يمكنهم قطع الكهرباء عن المستشفيات
أو إطلاق القنابل النووية.
أو إطلاق القنابل النووية.
08:40
Or they could just sit back
and watch all of us on our webcams
and watch all of us on our webcams
167
508224
3337
أو الجلوس فقط ومشاهدتنا
من خلال كاميرات الويب خاصتنا
من خلال كاميرات الويب خاصتنا
08:43
without any of us knowing
that this is happening.
that this is happening.
168
511585
2358
دون أن نعلم أن ذلك يحدث.
08:49
Now, the fundamental unit of information
on all of the computers we're used to,
on all of the computers we're used to,
169
517314
3959
الوحدة الأساسية للمعلومات
على جميع الحواسيب التي اعتدنا عليها
على جميع الحواسيب التي اعتدنا عليها
08:53
like this one,
170
521297
1505
مثل هذا،
08:54
it's called a "bit."
171
522826
1342
تسمى "بت".
08:56
A single bit can be one of two states:
172
524651
2223
والبت الواحدة يمكن أن يكون لها
حالة من اثنين:
حالة من اثنين:
08:58
it can be a zero or it can be a one.
173
526898
2259
يمكن أن تكون صفرًا أو واحدًا.
09:02
When I FaceTime my mum
from the other side of the world --
from the other side of the world --
174
530157
2828
عندما استخدم فيس تايم لمحادثة أمي
في الجانب الآخر من العالم،
في الجانب الآخر من العالم،
09:05
and she's going to kill
me for having this slide --
me for having this slide --
175
533746
2486
سوف تقتلني لعرضي هذه الشريحة،
09:08
(Laughter)
176
536256
1395
(ضحك)
09:09
we're actually just sending each other
long sequences of zeroes and ones
long sequences of zeroes and ones
177
537675
3734
فنحن في الواقع نرسل لبعضنا
سلاسل طويلة من الصفر والواحد
سلاسل طويلة من الصفر والواحد
09:13
that bounce from computer to computer,
from satellite to satellite,
from satellite to satellite,
178
541433
3202
تثب من حاسوب إلى حاسوب
ومن قمر صناعي إلى آخر،
ومن قمر صناعي إلى آخر،
09:16
transmitting our data at a rapid pace.
179
544659
2146
وتنقل بياناتنا بوتيرة سريعة.
09:18
Bits are certainly very useful.
180
546829
2003
البت هي شيء مفيد بالتأكيد.
09:20
In fact, anything
we currently do with technology
we currently do with technology
181
548856
2696
في الواقع كل ما نفعله حاليًا بالتكنولوجيا
09:23
is indebted to the usefulness of bits.
182
551576
2062
مدين لفائدة البت.
09:26
But we're starting to realize
183
554840
1389
لكننا بدأنا ندرك
09:28
that bits are really poor at simulating
complex molecules and particles.
complex molecules and particles.
184
556253
4515
أن البت فقيرة حقًا
في محاكاة الجزيئات المعقدة.
في محاكاة الجزيئات المعقدة.
09:33
And this is because, in some sense,
185
561394
1976
وهذا لأنه، إلى حد ما،
09:35
subatomic processes can be doing
two or more opposing things
two or more opposing things
186
563394
3085
العمليات دون الذرية يمكن أن تفعل
شيئين متعارضين أو أكثر
شيئين متعارضين أو أكثر
09:38
at the same time
187
566503
1188
في نفس الوقت
09:39
as they follow these bizarre rules
of quantum mechanics.
of quantum mechanics.
188
567715
2986
لأنها تتبع هذه القواعد الغريبة
لميكانيكا الكم.
لميكانيكا الكم.
09:43
So, late last century,
189
571232
1544
لذلك، في أواخر القرن الماضي،
09:44
some really brainy physicists
had this ingenious idea:
had this ingenious idea:
190
572800
3217
كان لدى بعض علماء الفيزياء العباقرة
هذه الفكرة المبدعة:
هذه الفكرة المبدعة:
09:48
to instead build computers
that are founded
that are founded
191
576041
2001
بناء حواسيب يتم تأسيسها
09:50
on the principles of quantum mechanics.
192
578066
2090
على مبادئ ميكانيكا الكم.
09:54
Now, the fundamental unit of information
of a quantum computer,
of a quantum computer,
193
582557
3219
الآن، الوحدة الأساسية للمعلومات
في الحاسوب الكمومي،
في الحاسوب الكمومي،
09:57
it's called a "qubit."
194
585800
1248
تدعى "كيوبت".
09:59
It stands for "quantum bit."
195
587582
1800
وهي اختصار لـ"البت الكمومية."
10:02
Instead of having just two states,
like zero or one,
like zero or one,
196
590986
3257
وبدلًا من امتلاكها لحالتين فقط،
مثل الصفر والواحد،
مثل الصفر والواحد،
10:06
a qubit can be an infinite
number of states.
number of states.
197
594267
2889
يمكن للكيوبت أن تمتلك
عدد لا نهائي من الحالات.
عدد لا نهائي من الحالات.
10:09
And this corresponds to it being
some combination of both zero and one
some combination of both zero and one
198
597849
3666
وهذا يطابق كونها مزيج من الصفر والواحد
10:13
at the same time,
199
601539
1787
في نفس الوقت،
10:15
a phenomenon that we call "superposition."
200
603350
2189
وهي ظاهرة ندعوها "التراكب الكمي."
10:18
And when we have two qubits
in superposition,
in superposition,
201
606569
2705
وعندما يكون لدينا كيوبتين
بينهما تراكب كمي،
بينهما تراكب كمي،
10:21
we're actually working across
all four combinations
all four combinations
202
609298
2382
فإننا نتعامل في الواقع مع المجموعات الأربع
10:23
of zero-zero, zero-one,
one-zero and one-one.
one-zero and one-one.
203
611704
2510
وهي صفر وصفر، صفر وواحد،
واحد وصفر، وواحد وواحد.
واحد وصفر، وواحد وواحد.
10:26
With three qubits,
204
614940
1346
وبوجود ثلاثة كيوبت،
10:28
we're working in superposition
across eight combinations,
across eight combinations,
205
616310
3241
فنحن نتعامل في التراكب الكمي
مع ثمان مجموعات،
مع ثمان مجموعات،
10:31
and so on.
206
619575
1152
وهكذا.
10:33
Each time we add a single qubit,
we double the number of combinations
we double the number of combinations
207
621294
3950
في كل مرة نضيف كيوبت واحدة،
نضاعف عدد المجموعات
نضاعف عدد المجموعات
10:37
that we can work with in superposition
208
625268
3602
التي يمكن أن نتعامل معها في التراكب الكمي
10:40
at the same time.
209
628894
1179
في نفس الوقت.
10:43
And so when we scale up
to work with many qubits,
to work with many qubits,
210
631005
2629
لذلك عندما نتوسع في التعامل
مع العديد من الكيوبت،
مع العديد من الكيوبت،
10:45
we can work with an exponential
number of combinations
number of combinations
211
633658
3622
يمكننا العمل مع عدد أُسي من المجموعات
10:49
at the same time.
212
637304
1319
في نفس الوقت.
10:51
And this just hints at where the power
of quantum computing is coming from.
of quantum computing is coming from.
213
639440
3635
وهذا يلمح فقط إلى مصدر قوة
الحوسبة الكمومية.
الحوسبة الكمومية.
10:56
Now, in modern encryption,
214
644964
1327
الآن، في التشفير الحديث،
10:59
our secret keys, like the two factors
of that larger number,
of that larger number,
215
647429
3928
مفاتيحنا السرية،
مثل العاملين لهذا العدد الأكبر،
مثل العاملين لهذا العدد الأكبر،
11:03
they're just long sequences
of zeroes and ones.
of zeroes and ones.
216
651381
2277
هم مجرد سلاسل طويلة من الأصفار والواحد.
11:06
To find them,
217
654539
1244
وللتعرف عليهم،
11:07
a classical computer must go through
every single combination,
every single combination,
218
655807
4444
ينبغي على الحاسوب التقليدي
اختبار كل مجموعة ممكنة،
اختبار كل مجموعة ممكنة،
11:12
one after the other,
219
660275
1151
واحدة بعد الأخرى،
11:13
until it finds the one that works
and breaks our encryption.
and breaks our encryption.
220
661450
3079
حتي يعثر على المجموعة الصحيحة ويفك شفرتنا.
11:18
But on a quantum computer,
221
666191
1548
ولكن في الحاسوب الكمومي،
11:20
with enough qubits in superposition,
222
668779
3193
مع عدد كاف من الكيوبت في تراكب كمي،
11:25
information can be extracted
from all combinations at the same time.
from all combinations at the same time.
223
673001
4331
يمكن استخلاص المعلومات
من كل المجموعات في نفس الوقت.
من كل المجموعات في نفس الوقت.
11:30
In very few steps,
224
678912
1254
بخطوات قليلة،
11:32
a quantum computer can brush aside
all of the incorrect combinations,
all of the incorrect combinations,
225
680190
3974
يمكن للحاسوب الكمومي
أن يتجنب كل المجموعات الخاطئة،
أن يتجنب كل المجموعات الخاطئة،
11:36
home in on the correct one
226
684188
1413
ويحدد الصحيحة
11:37
and then unlock our treasured secrets.
227
685625
2061
ويطلع على أسرارنا الثمينة.
11:44
Now, at the crazy quantum level,
228
692215
2566
على المستوى الكمي الجنوني،
11:47
something truly incredible
is happening here.
is happening here.
229
695900
2622
يحدث شيء لا يصدق حقًا هنا.
11:52
The conventional wisdom
held by many leading physicists --
held by many leading physicists --
230
700625
3674
الحكمة المألوفة لدى الفيزيائيين الرائدين،
11:56
and you've got to stay
with me on this one --
with me on this one --
231
704323
2619
وعليكم التركيز معي في هذا الأمر،
11:58
is that each combination is actually
examined by its very own quantum computer
examined by its very own quantum computer
232
706966
4423
هي أن كل مجموعة يتم اختبارها
بواسطة حاسوب كمومي خاص
بواسطة حاسوب كمومي خاص
12:03
inside its very own parallel universe.
233
711413
2549
داخل عالمها الموازي.
12:07
Each of these combinations,
they add up like waves in a pool of water.
they add up like waves in a pool of water.
234
715303
3901
وكل هذه المجموعات تضاف لبعضها
كموجات في بركة ماء.
كموجات في بركة ماء.
12:12
The combinations that are wrong,
235
720085
1986
فالمجموعات الخاطئة
12:14
they cancel each other out.
236
722095
1978
تلغي بعضها البعض.
12:16
And the combinations that are right,
237
724097
1760
والمجموعات الصحيحة
12:17
they reinforce and amplify each other.
238
725881
1859
تقوي بعضها.
12:20
So at the end of the quantum
computing program,
computing program,
239
728241
2665
وفي نهاية البرنامج الحسابي الكمومي،
12:22
all that's left is the correct answer,
240
730930
2817
لا يتبقى إلا الإجابة الصحيحة،
12:25
that we can then observe
here in this universe.
here in this universe.
241
733771
2553
التي يمكننا رصدها هنا في هذا الكون.
12:29
Now, if that doesn't make
complete sense to you, don't stress.
complete sense to you, don't stress.
242
737575
3136
إن لم يكن ذلك منطقيًا، فلا تنزعجوا.
12:32
(Laughter)
243
740735
1048
(ضحك)
12:33
You're in good company.
244
741807
1223
أنتم في رفقة جيدة.
12:36
Niels Bohr, one of
the pioneers of this field,
the pioneers of this field,
245
744205
3166
قال (نيلز بور) ذات مرة،
وهو أحد رواد هذا المجال،
وهو أحد رواد هذا المجال،
12:39
he once said that anyone
who could contemplate quantum mechanics
who could contemplate quantum mechanics
246
747395
3007
أن أي شخص يمكنه التفكير في ميكانيكا الكم
12:42
without being profoundly shocked,
247
750426
2363
دون أن يصدم،
12:44
they haven't understood it.
248
752813
1456
فهو لم يفهمها.
12:46
(Laughter)
249
754293
1427
(ضحك)
12:47
But you get an idea
of what we're up against,
of what we're up against,
250
755744
2155
ولكنكم تملكون فكرة عما نواجهه،
12:49
and why it's now up to us cryptographers
251
757923
2062
ولماذا ينبغي علينا كمشفرين
12:52
to really step it up.
252
760009
1363
أن نصعّد الأمر.
12:54
And we have to do it fast,
253
762674
2089
وعلينا فعل ذلك بسرعة،
12:56
because quantum computers,
254
764787
2032
لأن الحواسيب الكمومية،
12:58
they already exist in labs
all over the world.
all over the world.
255
766843
3023
متواجدة فعلًا في المختبرات حول العالم.
13:03
Fortunately, at this minute,
256
771248
1897
ولحسن الحظ، الآن،
13:05
they only exist
at a relatively small scale,
at a relatively small scale,
257
773169
2670
فهي متواجدة على نطاق ضيق،
13:07
still too small to break
our much larger cryptographic keys.
our much larger cryptographic keys.
258
775863
3065
وأصغر من أن يفك شفراتنا.
13:12
But we might not be safe for long.
259
780127
1684
ولكن قد لا نبقى في مأمن لوقت طويل.
13:14
Some folks believe that secret
government agencies
government agencies
260
782968
2496
يعتقد بعض الناس
أن الوكالات الحكومية السرية
أن الوكالات الحكومية السرية
13:17
have already built a big enough one,
261
785488
1913
قد بنوا واحدًا كبيرًا بما يكفي،
13:19
and they just haven't told anyone yet.
262
787425
1973
ولم يخبروا أحدًا بعد.
13:21
Some pundits say
they're more like 10 years off.
they're more like 10 years off.
263
789961
2429
ويقول بعض المتكهنين أن أمامنا 10 سنوات.
13:24
Some people say it's more like 30.
264
792414
1860
ويقول آخرون أنها 30 سنة.
13:27
You might think that
if quantum computers are 10 years away,
if quantum computers are 10 years away,
265
795163
2857
قد تعتقدون أنه إذا كانت الحواسيب الكمومية
تبعد 10 سنوات،
تبعد 10 سنوات،
13:30
surely that's enough time
for us cryptographers to figure it out
for us cryptographers to figure it out
266
798044
3064
فالوقت كاف أمامنا كمشفرين لإيجاد حل
13:33
and to secure the internet in time.
267
801132
1694
ولتأمين الإنترنت في الوقت المناسب.
13:34
But unfortunately, it's not that easy.
268
802850
1887
ولكن للأسف، ليس الأمر بتلك السهولة.
13:37
Even if we ignore
the many years that it takes
the many years that it takes
269
805521
2188
حتى إذا تجاهلنا كل السنوات التي نحتاجها
13:39
to standardize and deploy and then
roll out new encryption technology,
roll out new encryption technology,
270
807733
3666
لتوحيد ونشر ومن ثم طرح
تقنية التشفير الجديدة،
تقنية التشفير الجديدة،
13:43
in some ways we may already be too late.
271
811423
2328
بشكل ما قد نكون متأخرين بالفعل.
13:47
Smart digital criminals
and government agencies
and government agencies
272
815407
3172
فالمجرمون الرقميون الأذكياء
والوكالات الحكومية
والوكالات الحكومية
13:50
may already be storing
our most sensitive encrypted data
our most sensitive encrypted data
273
818603
4279
قد يكون بحوزتهم بياناتنا الثمينة
13:54
in anticipation for
the quantum future ahead.
the quantum future ahead.
274
822906
2593
في انتظار المستقبل الكمومي القادم.
13:59
The messages of foreign leaders,
275
827069
1738
رسائل القادة الأجانب،
14:02
of war generals
276
830100
1355
و جنرالات الحرب
14:04
or of individuals who question power,
277
832653
2162
أو الأفراد المعارضين للسلطة،
14:07
they're encrypted for now.
278
835936
1550
جميعها مشفرة الآن.
14:10
But as soon as the day comes
279
838487
1601
ولكن بمرور الأيام
14:12
that someone gets their hands
on a quantum computer,
on a quantum computer,
280
840112
2776
عندما يصبح الحاسوب الكمومي في متناول اليد،
14:14
they can retroactively break
anything from the past.
anything from the past.
281
842912
3126
سيمكنهم فك الشفرات بأثر رجعي.
14:19
In certain government
and financial sectors
and financial sectors
282
847078
2030
في قطاعات حكومية واقتصادية معينة
14:21
or in military organizations,
283
849132
1403
أو في المؤسسات العسكرية،
14:22
sensitive data has got to remain
classified for 25 years.
classified for 25 years.
284
850559
3074
تبقى البيانات الحساسة سرية لمدة 25 عامًا.
14:26
So if a quantum computer
really will exist in 10 years,
really will exist in 10 years,
285
854273
3180
فإذا تواجد الحاسوب الكمومي خلال 10 سنوات،
14:29
then these guys are already
15 years too late
15 years too late
286
857477
2290
فقد تأخر هؤلاء 15 عامًا بالفعل
14:31
to quantum-proof their encryption.
287
859791
1710
على اختبار التشفير الكمي.
14:34
So while many scientists around the world
288
862858
1976
لذلك بينما يتسابق
كثير من العلماء حول العالم
كثير من العلماء حول العالم
14:36
are racing to try to build
a quantum computer,
a quantum computer,
289
864858
2903
لمحاولة بناء حاسوب كمومي،
14:39
us cryptographers are urgently
looking to reinvent encryption
looking to reinvent encryption
290
867785
3450
نحن المشفرون نبحث بشكل عاجل
لإعادة اختراع التشفير
لإعادة اختراع التشفير
14:43
to protect us long before that day comes.
291
871259
2202
لحمايتنا قبل مجئ هذا اليوم.
14:46
We're looking for new,
hard mathematical problems.
hard mathematical problems.
292
874718
2974
نبحث عن مسائل رياضية جديدة وصعبة.
14:50
We're looking for problems that,
just like factorization,
just like factorization,
293
878435
3011
نبحث عن مسائل مثل تحليل العوامل الأولية،
14:53
can be used on our smartphones
and on our laptops today.
and on our laptops today.
294
881470
3009
يمكن استخدامها في هواتفنا
وحواسيبنا المحمولة اليوم.
وحواسيبنا المحمولة اليوم.
14:57
But unlike factorization,
we need these problems to be so hard
we need these problems to be so hard
295
885596
4375
ولكن على عكس تحليل العوامل،
نحتاج أن تكون هذه المسائل صعبة للغاية
نحتاج أن تكون هذه المسائل صعبة للغاية
15:01
that they're even unbreakable
with a quantum computer.
with a quantum computer.
296
889995
2846
حتي لا يمكن لحاسوب كمومي حلها.
15:06
In recent years, we've been digging around
a much wider realm of mathematics
a much wider realm of mathematics
297
894366
3606
في السنوات الأخيرة، كنا ننقب
على نطاق أوسع في الرياضيات
على نطاق أوسع في الرياضيات
15:09
to look for such problems.
298
897996
1526
بحثًا عن هذه المسائل.
15:12
We've been looking at numbers and objects
299
900205
1971
وكنا ننظر إلى الأرقام والأشياء
15:14
that are far more exotic
and far more abstract
and far more abstract
300
902200
2168
شديدة الغرابة والتجريدية
15:16
than the ones that you and I are used to,
301
904392
1956
مقارنة بما اعتدنا عليه،
15:18
like the ones on our calculators.
302
906372
1597
مثل الموجودة في الآلات الحاسبة.
15:19
And we believe we've found
some geometric problems
some geometric problems
303
907993
2380
ونعتقد أننا وجدنا بعض المسائل الهندسية
15:22
that just might do the trick.
304
910397
1399
التي يمكن أن تؤدي الغرض.
15:24
Now, unlike those two-
and three-dimensional geometric problems
and three-dimensional geometric problems
305
912383
3063
وعلى عكس تلك المسائل الهندسية
ثنائية وثلاثية الأبعاد
ثنائية وثلاثية الأبعاد
15:27
that we used to have to try to solve
with pen and graph paper in high school,
with pen and graph paper in high school,
306
915470
3699
التي اعتدنا أن نحاول حلها
بالورق والقلم في المدرسة الثانوية،
بالورق والقلم في المدرسة الثانوية،
15:31
most of these problems are defined
in well over 500 dimensions.
in well over 500 dimensions.
307
919193
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,
to depict and solve on graph paper,
308
924453
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.
out of the reach of a quantum computer.
309
928233
3472
إذ نعتقد أنهم يصعبون
على الكمبيوتر الكمومي أيضًا.
على الكمبيوتر الكمومي أيضًا.
15:45
So though it's early days,
310
933392
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
as we try to secure our digital world
311
935113
4505
إلا أننا نضع أملنا هنا
ونحن نحاول تأمين عالمنا الرقمي
ونحن نحاول تأمين عالمنا الرقمي
15:51
moving into its quantum future.
312
939642
1970
بينما يتجه إلى المستقبل الكمومي.
15:55
Just like all of the other scientists,
313
943171
1853
تمامًا مثل كل العلماء الآخرين،
15:57
we cryptographers are tremendously excited
314
945048
2163
نحن كمشفرين متحمسون للغاية
15:59
at the potential of living in a world
alongside quantum computers.
alongside quantum computers.
315
947235
3857
لإمكانات العيش في عالم به حواسيب كمومية.
16:04
They could be such a force for good.
316
952839
2153
حيث يمكن أن تكون قوة من أجل الخير.
16:09
But no matter what
technological future we live in,
technological future we live in,
317
957508
4248
ولكن بغض النظر عن المستقبل التكنولوجي
الذي سوف نعيش فيه،
الذي سوف نعيش فيه،
16:16
our secrets will always be
a part of our humanity.
a part of our humanity.
318
964867
4856
سوف تبقى أسرارنا جزءًا من إنسانيتنا.
16:22
And that is worth protecting.
319
970637
2234
وهذا يستحق الحماية.
16:25
Thanks.
320
973559
1154
شكرًا.
16:26
(Applause)
321
974737
3106
(تصفيق)
ABOUT THE SPEAKER
Craig Costello - CryptographerCraig Costello uses mathematics to secure the digital world, both against the threats that exist today and those that may exist in the future.
Why you should listen
Together with his colleagues, Craig Costello builds software with the goal of safeguarding the internet before large-scale quantum computing becomes a reality. He is a senior researcher in the Cryptography and Security Group at Microsoft Research in the USA. He is primarily interested in the cryptographic applications of computational number theory, in particular curve-, pairing- and lattice-based cryptography.
More profile about the speakerCraig Costello | Speaker | TED.com