טכנולוגיה קוונטית: אתגרים והזדמנויות עבור וייטנאם

(דן טרי) - מהפכת טכנולוגיית הקוונטים כבר אינה בגדר תחזית אלא הפכה למגמה עולמית. טכנולוגיה זו צפויה לפתוח פתרונות לבעיות מורכבות רבות בחיים.

דמיינו לעצמכם שאתם מתעוררים יום אחד ומגלים שאפשר "לקרוא" את חשבון הבנק, האימייל וכל המידע האישי שלכם כמו ספר פתוח. נשמע כמו מדע בדיוני ? אבל זה יכול להיות מציאות בעוד 10-15 שנים, כאשר מחשבים קוונטיים יהיו חזקים מספיק כדי "לפרוץ" את כל מערכות האבטחה הקיימות.

אנו חיים בעידן של טכנולוגיה מתפתחת במהירות, המביאה עימה גם פוטנציאל בלתי מוגבל וגם אתגרים חסרי תקדים. מחשוב קוונטי, שהיה בעבר מושג תיאורטי, הופך כעת למציאות, ומבטיח לחולל מהפכה באופן שבו אנו מעבדים מידע, אך גם ליצור אתגרים עצומים לאבטחת הסייבר העולמית.

כאשר מנעול הדלת אינו בטוח עוד

הסיפור מתחיל במחקר פורץ דרך שנערך במרץ 2024. צוות מחקר באוניברסיטת צינגהואה - סין, הכריז על תגלית שזעזעה את הקהילה המדעית: מחשבים קוונטיים יכולים לפרוץ הצפנת RSA פי 20 בקלות רבה יותר ממה שהוערך בעבר. המחקר, שפורסם בכתב העת היוקרתי Physical Review Letters, הראה שבמקום להזדקק ל-20 מיליון קיוביטים כפי שחזה בתחילה, רק מיליון קיוביטים מספיקים כדי למוטט את מערכת האבטחה עליה מסתמך העולם כיום.

RSA הוא ה"מנעול" שמגן כמעט על כל העסקאות המקוונות כיום. החל מקניות מקוונות, העברות בנקאיות ועד מיילים של עבודה, כולם מסתמכים על אלגוריתם זה כדי להצפין מידע. כאשר "מנעול" זה יפרוץ, כל העולם הדיגיטלי יהיה כמו בית ללא דלת. כל הסודות, מנתונים אישיים ועד מידע לאומי, עלולים להיחשף.

טכנולוגיית הקוונטים תתרום לשינוי גורמים רבים בחיי האדם (צילום: הודו).

ההבדל בין מחשבים קוונטיים למחשבים רגילים טמון באופן שבו הם מעבדים מידע. מחשבים רגילים מעבדים נתונים טיפין טיפין, כמו שקוראים ספר מילה במילה. כל ביט יכול להיות רק 0 או 1. אבל מחשבים קוונטיים משתמשים ב"קיוביטים" שיכולים להיות גם 0 וגם 1 בו זמנית, כמו שאפשר לקרוא ספר שלם בבת אחת.

תופעה זו נקראת "סופרפוזיציה קוונטית", תכונה מוזרה של פיזיקת הקוונטים המאפשרת לחלקיקים להתקיים במספר מצבים בו זמנית. הודות ליכולת עיבוד מקבילית זו, מחשבים קוונטיים יכולים לפתור בעיות מורכבות במהירויות גבוהות בהרבה מהמחשבים החזקים ביותר של ימינו. מומחים צופים שבתוך עשור, מחשבים קוונטיים יהיו חזקים מספיק כדי לפצח את אלגוריתמי ההצפנה RSA ו-ECC העומדים בבסיס האבטחה של כמעט כל העסקאות האלקטרוניות כיום.

אבל האיום האמיתי כבר החל היום דרך מה שמומחים מכנים "לקצור עכשיו, לפענח אחר כך". זה כאילו אנשים רעים אוספים בשקט את כל ההודעות המוצפנות שלכם בקופסה ענקית, ומחכים ליום שבו הם יקבלו את המפתח הראשי לפתוח אותה. סוכנויות מודיעין בינלאומיות והאקרים אוספים כעת טונות של נתונים מוצפנים - החל ממיילים ממשלתיים , מסמכי הגנה ועד סודות מסחריים - בתקווה שבעוד 10-15 שנים, כאשר יפותחו מחשבים קוונטיים, הם יוכלו לפענח את הכל.

המירוץ להצלת העולם הדיגיטלי

בעוד מדענים מודאגים מ"אפוקליפסת הקריפטוגרפיה", פתרונות מבטיחים החלו להופיע. לאחר 8 שנות מחקר, פרסם המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה של ארה"ב (NIST) את 3 תקני ההצפנה הראשונים שעמידים בפני הכוח ההרסני של מחשבים קוונטיים עד אוגוסט 2024. עם זאת, המרת מערכת האבטחה העולמית כולה לתקנים חדשים אלה אינה פשוטה ותיקח זמן.

אחד הפתרונות המתקדמים ביותר כיום מגיע מחברה קנדית קטנה, Quantum eMotion. החברה השלימה זה עתה את שבב האבטחה הקוונטי QRNG (מחולל מספרים אקראיים קוונטי) שלה והעבירה את הייצור לענקית ייצור השבבים TSMC בטייוואן. על פי הודעת העיתונות של החברה מינואר 2024, זהו לא רק הישג טכני, אלא גם סמל לשינוי של תעשיית האבטחה העולמית.

שבבי QRNG מסתמכים על "אפקט המנהור הקוונטי", תופעה פיזיקלית שבה חלקיקים יכולים "לעבור" דרך מחסומי אנרגיה בצורה אקראית ובלתי צפויה לחלוטין. זה שונה באופן מהותי ממחוללי מספרים אקראיים מסורתיים, המסתמכים על אלגוריתמים מתמטיים. בעוד שאלגוריתמים, מורכבים ככל שיהיו, ניתנים לפיצוח עם מספיק כוח מחשוב, אקראיות קוונטית היא מוחלטת. אפילו המחשב הקוונטי החזק ביותר אינו יכול לחזות את התוצאה, כמו הטלת מטבע, אך התוצאה נקבעת על ידי חוקי הפיזיקה הבסיסיים של היקום.

מה שמרשים בשבבי QRNG הוא היכולת שלהם לייצר יותר מג'יגה-ביט לשנייה של מספרים אקראיים קוונטיים אמיתיים. זוהי מהירות מספקת כדי לענות על צרכי ההצפנה בזמן אמת של רוב היישומים המודרניים, החל מעסקאות בנקאיות ועד תקשורת מאובטחת. הופעתה של טכנולוגיה זו מציעה תקווה חדשה במאבק נגד איום המחשבים הקוונטיים.

מטרולוגיה הופכת לשדה הקרב החדש

על רקע חששות בנוגע לאבטחת מידע קוונטית, התחרות הטכנולוגית בין ארה"ב לסין התפשטה לתחום שנראה יבש אך חשוב ביותר: מטרולוגיה. בדצמבר 2023 הכריזה סין על "תוכנית הפעולה 2030" במטרה להשיג פריצות דרך ביותר מ-50 טכנולוגיות מטרולוגיה מרכזיות, עם דגש מיוחד על ייצור שבבים ומטרולוגיה בקנה מידה קוונטי.

מטרולוגיה, מדע המדידה המדויקת, היא הבסיס של כל תעשייה מודרנית. חשבו על ייצור שבבים כעל בניית בית. אם מודדים בצורה שגויה, אפילו במילימטר אחד, כל הבית קורס. מכיוון שהשבבים המודרניים הם בקנה מידה ננומטרי, קטנים פי אלפי מווירוס, דיוק המדידה הופך לגורם המפתח בקביעת הצלחתו או כישלונו של ייצור. מייצור שבבים ננו-דיוק ועד להתקנים קוונטיים רגישים במיוחד, הכל תלוי ביכולת למדוד במדויק.

התגובה האמריקאית לא הייתה פחות חזקה, עם יוזמת "Chips for America" ​​שהשיקה תוכנית מטרולוגיה ייעודית לתעשיית המוליכים למחצה. המירוץ משקף הבנה משותפת שמי שישלוט בטכנולוגיית מטרולוגיה מתקדמת יהיה בעל יתרון מכריע ברבות מהתעשיות המרכזיות של העתיד.

וייטנאם במרוץ הטכנולוגיה העולמי

מהפכת הקוונטים אינה חזון רחוק, אלא מציאות שכבר נמצאת בהתהוות. מומחים מזהירים כי למרות שמשבר קריפטוגרפיה קוונטי אמיתי עשוי להימשך 10-20 שנה, ההכנות חייבות להתחיל עוד היום. האיום שמציבים מחשבים קוונטיים למערכות האבטחה הנוכחיות כבר אינו ניתן להכחשה.

הצלחתה של Quantum eMotion מציעה לקחים חשובים לווייטנאם, שכן המדינה שואפת ליישם את החלטה 57 של המפלגה בנושא פריצות דרך מדעיות וטכנולוגיות, חדשנות וטרנספורמציה דיגיטלית. Quantum eMotion אינה "ענקית" טכנולוגית. זוהי רק חברת סטארט-אפ קטנה שמשתפת פעולה עם אוניברסיטאות קנדיות, אך הן יצרו מוצרים בשווי מיליארדי דולרים על ידי התמקדות בתחום מיוחד.

ניתן ליישם טכנולוגיה קוונטית בתחומים רבים (צילום: Shutter Stock).

חשוב שווייטנאם תבין שהיא לא בהכרח צריכה את טכנולוגיית המוליכים למחצה המתקדמת ביותר כדי ליצור ערך גבוה בתחום טכנולוגיית הקוונטים. בעזרת אסטרטגיה נכונה, השקעה סבירה ונחישות חזקה, וייטנאם יכולה לא רק להבטיח ביטחון דיגיטלי בעתיד, אלא גם לבנות תעשיית היי-טק בעלת ערך.

לווייטנאם יש יתרונות משלה להתפתחות בתחום זה. למדינה כוח עבודה צעיר, כאשר יותר מ-70% מהאוכלוסייה משתמשת באינטרנט, ויש לה בסיס טוב במתמטיקה ובפיזיקה, המיומנויות הליבה של טכנולוגיית קוונטים. ניסיון שיתוף הפעולה בין Quantum eMotion לאוניברסיטאות קנדיות מראה כי מודל השילוב של מחקר אקדמי עם פיתוח מוצרים מסחריים הוא המפתח להצלחה, אותו וייטנאם יכולה ללמוד וליישם במלואו.

כאשר וייטנאם תצליח לפתח טכנולוגיית אבטחה קוונטית, ההשפעה החיובית תתפשט לכל היבט של החיים החברתיים. עסקאות בנקאיות יהיו בטוחות לחלוטין, נתונים אישיים יהיו מוגנים מפני האקרים בינלאומיים, מערכות ממשל אלקטרוני יפעלו ברמת האבטחה הגבוהה ביותר, וחשוב מכל, אלפי מקומות עבודה איכותיים ייווצרו עבור כוח העבודה הצעיר של המדינה.

מפת דרכים לפעולה ספציפית עבור וייטנאם

וייטנאם, מדינה שבה יותר מ-70% מאוכלוסייתה משתמשת באינטרנט ומקדמת טרנספורמציה דיגיטלית מקיפה, הכנה לעידן הפוסט-אבטחה הקוונטית אינה רק בחירה אלא דרישה מחייבת. יוזמה 20 ב"תוכנית הפעולה האסטרטגית ליישום החלטה 57" של ועדת ההיגוי המרכזית של החלטה 57 הגדירה בבירור את המטרה של "פיתוח ושליטה מלאה בטכנולוגיית קריפטוגרפיה קוונטית ופוסט-קוונטית כדי להבטיח אבטחת מידע לאומית ברמה סופר-אבטחה".

כדי לנצל הזדמנות זו, בהתבסס על ניסיון של מדינות אחרות, וייטנאם צריכה לפרוס באופן מיידי אסטרטגיה מקיפה בנושא ביטחון פוסט-קוונטי. עמוד התווך הראשון הוא בניית יכולת מחקר ופיתוח מקומית. וייטנאם צריכה להקים באופן מיידי מרכזי מחקר לטכנולוגיית קוונטים באוניברסיטאות מובילות כמו האקדמיה למדע וטכנולוגיה של וייטנאם, האוניברסיטה הלאומית של האנוי, אוניברסיטת המדע והטכנולוגיה של האנוי, אוניברסיטת הו צ'י מין סיטי לטכנולוגיה וכו', בשיתוף פעולה עם מפעלי היי-טק וסטארט-אפים. הממשלה צריכה להשקיע רבות לא רק כלכלית אלא גם במדיניות, וליצור סביבה נוחה למחקר פורץ דרך. במקביל, יש צורך בתוכניות מלגות כדי למשוך מומחים בינלאומיים ולשתף פעולה עם מרכזי מחקר מובילים בעולם כמו MIT, סטנפורד וקיימברידג'.

עמוד התווך השני הוא פיתוח מערכת אקולוגית ייעודית לתעשיית מוליכים למחצה. הצלחתה של Quantum eMotion בטכנולוגיית 65 ננומטר מראה כי וייטנאם אינה צריכה להתחרות במרוץ הננוטכנולוגיה המתקדמת, אלא יכולה להתמקד בשבבים ייעודיים בעלי ערך גבוה. זוהי הזדמנות עבור וייטנאם לבנות תעשיית מוליכים למחצה ייעודית, תוך התמקדות בשבבי אבטחה במקום להתחרות ישירות עם הענקיות בתחום השבבים הכלליים.

יישום טכנולוגיית קוונטים אינו מספיק, עלינו לשים לב גם לאבטחה פוסט-קוונטית (צילום: אוקספורד).

העמוד השלישי הוא הכנת תשתיות ומשאבי אנוש. וייטנאם צריכה להתחיל בהכשרת מומחים ב"קריפטוגרפיה פוסט-קוונטית" כבר עכשיו. זה לא משהו שניתן לעכב מכיוון שתופעת "לאסוף עכשיו, לפענח אחר כך" מתרחשת מדי יום. ארגונים חשובים כמו בנק המדינה, משרד ההגנה, משרד החוץ וסוכנויות ממשל אלקטרוני צריכים להתחיל את מפת הדרכים למעבר למערכת האבטחה החדשה מוקדם. כאשר מתעכבים, נתונים קריטיים עלולים "להיאסף" על ידי אנשים רעים, הממתינים ליום שבו ייוולדו מחשבים קוונטיים לניצול. במקביל, יש צורך לבנות מרכזי בדיקה והסמכה כדי להבטיח את האיכות והאמינות של מוצרי טכנולוגיה קוונטית.

העמוד האחרון הוא פיתוח מסגרת משפטית ותקנים לאומיים. לווייטנאם יש הזדמנות להפוך לחלוצה באזור בתקני אבטחה קוונטיים. זה לא רק ייצור יתרון תחרותי אלא גם ייתן לווייטנאם קול בעיצוב סטנדרטים בינלאומיים. יש צורך לפתח תקנות בנושא אבטחת סייבר לעידן הקוונטים ולחזק את שיתוף הפעולה הבינלאומי בפיתוח סטנדרטים.

הזדמנויות אדירות צפויות לנו בחזיתות רבות.

על פי דו"ח "שוק מחולל המספרים האקראיים הקוונטיים העולמי" של Research and Markets משנת 2024, שוק מחולל המספרים האקראיים הקוונטיים העולמי צפוי לגדול בקצב צמיחה שנתי מצטבר של 35%, ולהגיע לשווי של 1.9 מיליארד דולר עד 2030. זוהי הזדמנות פז עבור וייטנאם לא רק להדביק את הפער אלא גם לקחת את ההובלה בפלח טכנולוגיה חדש ומתמחה.

בעזרת האסטרטגיה הנכונה, וייטנאם יכולה לבנות תעשיית מוליכים למחצה ייעודית המתמקדת בשבבי אבטחה, מבלי להתחרות ישירות עם ענקיות בתחום השבבים הכלליים, תוך תרומה להבטחת הביטחון הדיגיטלי הלאומי בעידן הנוכחי של טרנספורמציה דיגיטלית עולמית.

הצלחה בתחום זה לא רק תביא תועלת כלכלית עצומה. בנוסף ליצירת אלפי מקומות עבודה איכותיים, וייטנאם יכולה גם להפוך למרכז לייצוא טכנולוגיית אבטחה קוונטית לאזור ASEAN ולאסיה. זה לא רק יתרום לתמ"ג אלא גם ישפר את מעמדה של וייטנאם על מפת הטכנולוגיה העולמית.

מהפכת הקוונטים אינה עתיד רחוק, היא מתרחשת היום. מדינות בעלות ראיית הנולד ופעולה החלטית כיום יהיו המנצחות במרוץ טכנולוגיית הקוונטים. לווייטנאם יש את מלוא הפוטנציאל להפוך לחלוצה באזור, ולבנות תעשיית מוליכים למחצה ייעודית שתבטיח גם את הביטחון הלאומי וגם יוצרת ערך כלכלי גבוה.

כפי שאמר פעם הפיזיקאי המפורסם נילס בוהר: "חיזוי הוא דבר קשה מאוד, במיוחד לגבי העתיד." אבל דבר אחד בטוח: טכנולוגיית הקוונטים תשנה את העולם. לכן, וייטנאם צריכה להיערך לא רק להסתגל היטב אלא גם להוביל את השינוי הזה. הזמן לא מחכה לאף אחד, וההזדמנויות מגיעות רק לאלה שמוכנים לנצל אותן.

מקור: https://dantri.com.vn/cong-nghe/cong-nghe-luong-tu-thach-thuc-va-co-hoi-cho-viet-nam-20250619153925740.htm