BTQ وQPerfect تنشران تصميمًا على مستوى البوابات للتواقيع الكمومية أحادية الاستخدام

نشر باحثون في BTQ Technologies وشركتها الفرنسية التابعة QPerfect دارة كمومية صريحة لـ«التوقيع أحادي الاستخدام» (one-shot signature): مفتاح تشفيري يمكنه توقيع رسالة واحدة بالضبط ثم يصبح عديم الفائدة. وتقدم الورقة A quantum algorithm for one-shot signatures أعداد الكيوبتات والبوابات لهذا المخطط، وقد قُبلت للنشر في ACM PQQS 2026 وفقًا لسجلها على arXiv.

ما الذي أُعلن

في مخطط التوقيع الرقمي المعتاد، يكون المفتاح السري سلسلة من البتات يمكن نسخها وإعادة استخدامها بلا حدود. ويوضح مقال QPerfect التفسيري المشكلة عبر مثال التفويض: إذا أرادت أليس أن يوافق بوب نيابة عنها على تحديث برمجي طارئ واحد، فإن تسليمه مفتاحها يمنحه سلطة غير محدودة، ويمكن التلاعب بالسجل العام لاستخدام المفتاح. ويستبدل التوقيع أحادي الاستخدام المفتاح السري الكلاسيكي بحالة كمومية. ويتطلب التوقيع قياس تلك الحالة، ما يدمّرها، كما تجعل مبرهنة عدم الاستنساخ إعداد نسخة احتياطية مسبقًا أمرًا مستحيلًا.

وتشير QPerfect إلى أن الفكرة طرحها عام 2020 كل من Ryan Amos وMarios Georgiou وAggelos Kiayias وMark Zhandry. وتنقلها الورقة الجديدة من النظرية إلى تعليمات كمومية ملموسة.

اشترك في النشرة البريدية من DesignQuantum

أخبار وشروحات مجانية عن الحوسبة الكمومية، مع ربط كل معلومة بمصدرها. اختر يوميًا أو أسبوعيًا أو شهريًا.

Website

البريد الإلكتروني معدل الإرساليوميةأسبوعيةشهرية اللغةEnglishEspañol简体中文हिन्दीالعربيةPortuguês (Brasil)FrançaisDeutsch日本語Русский한국어Bahasa IndonesiaTürkçeItalianoTiếng ViệtPolskiNederlandsไทยفارسیУкраїнськаবাংলাاردوKiswahiliBahasa Melayuעברית اشترك مجانًا

مجانية. يمكنك إلغاء الاشتراك بنقرة واحدة في أي وقت. سياسة الخصوصية

التفاصيل التقنية

للمخطط مرحلتان. يُنتج توليد المفاتيح مفتاحًا عامًا كلاسيكيًا ومفتاحًا سريًا كموميًا؛ وعند التوقيع يُعالج المفتاح الكمومي مع الرسالة ليصبح توقيعًا كلاسيكيًا يمكن لحاسوب عادي التحقق منه. ووفقًا للورقة، لا يحتوي البناء على خطأ خوارزمي. فهو يحضّر تراكبًا على عناصر مجموعة مصاحبة أفينية عشوائية تحددها دالة شبه عشوائية قابلة للثقب، مع دارة تختبر الانتماء إلى تلك المجموعة.

ووفقًا للملخص، يتزايد عدد الكيوبتات المنطقية بمقدار Θ(κ log r + n + l) وتعقيد البوابات بمقدار Θ(n³ + nl)، حيث l طول الرسالة وκ معامل الأمان. ويذكر Quantum Computing Report أن التواقيع أحادية البت تحتاج ما بين 206 و2,438 كيوبتًا منطقيًا تبعًا لمعاملات الأمان المدروسة، وأن الدارات جرى التحقق منها باستخدام محاكي MIMIQ من QPerfect.

لماذا يهم

مفتاح يُفرض استخدامه لمرة واحدة بقوانين الفيزياء لا بالثقة أو الإجماع قد يتيح التواقيع المفوّضة والنقل الآمن للرموز والعشوائية القابلة للتحقق علنًا، وهي التطبيقات التي ذكرها المؤلفون. ويلاحظ QCR أن الاحتفاظ بالمفتاح الكمومي حتى استخدامه يفضّل العتاد ذا أزمنة الترابط الطويلة، مثل معالجات الذرات المحايدة.

ما الذي يجب مراقبته

يوضح المؤلفون أن هذه أرقام ما قبل التعمية: فالنسخة الآمنة لا تزال تتطلب توليد مفاتيح معدّلًا وبرهانًا أمنيًا للبناء المعمّى. ويضيف QCR أن الحماية الكاملة لتوليد المفاتيح من التلاعب الخبيث بحالات الإدخال ستعتمد على تقدم مستقبلي في التعمية الكمومية. كما أن العدد المطلوب من الكيوبتات المنطقية يضع النشر العملي خارج قدرات العتاد الحالي.