تقنية المعلومات والاتصالات

مفاهيم وتقنيات الحوسبة الكمية (Quantum Computing) ومستقبل التشفير

يفهم المشارك مبادئ الحوسبة الكمية وحدود أجهزتها، ويقيّم أثر خوارزميتي شور وجروفر على التشفير القائم، ويبني جرداً تشفيرياً وخارطة انتقال إلى الخوارزميات المقاومة.

المدة5 أيام تدريبية
المحتوى5 محاور · 10 جلسات
بعد البرنامجشهادة حضور معتمدة

لمحة عن الدورة

لا يهدّد الحاسوب الكمي كلمات المرور، بل يهدّد الافتراض الرياضي الذي تقوم عليه مفاتيحنا العامة: صعوبة تحليل الأعداد وحلّ اللوغاريتم المتقطع. يبدأ هذا البرنامج من الأساس العملي للحوسبة الكمية: الكيوبت والتراكب والتشابك والقياس، وبوابات الدوائر، وحدود الأجهزة الحالية كثيرة الضوضاء، ومشكلة فقد الترابط وكلفة تصحيح الأخطاء. ثم ينتقل إلى ما يعنيه ذلك عملياً: أثر خوارزمية شور على منظومة المفتاح العام، والأثر المحدود لخوارزمية جروفر على التشفير المتماثل ودوال التجزئة، وخطر جمع البيانات المشفّرة اليوم لفكّها لاحقاً. ويتناول عائلات التشفير ما بعد الكمي والمعايير الصادرة عن المعهد الوطني للمعايير والتقنية، وبناء جرد للأصول التشفيرية، وتصميم انتقال هجين، ووضع خطة مرونة تشفيرية تجعل تبديل الخوارزمية عملية إدارية لا مشروعاً يبدأ من الصفر.

الأهداف المتوقعة من الدورة

01

شرح مبادئ الحوسبة الكمية من الكيوبت والتراكب والتشابك إلى الدوائر والبوابات وحدود الأجهزة المتاحة اليوم.

02

تقييم أثر خوارزميتي شور وجروفر على الخوارزميات المستخدمة في المؤسسة وتصنيف الأصول الأكثر عرضة للخطر.

03

بناء جرد للأصول التشفيرية يحدّد الخوارزميات وأطوال المفاتيح ومواقع استخدامها ودورة حياة الشهادات.

04

تصميم خارطة انتقال إلى التشفير ما بعد الكمي تشمل الوضع الهجين وأولويات البيانات طويلة السرّية.

المستهدفون

01

مسؤولو أمن المعلومات ومهندسو التشفير المكلّفون بجاهزية المؤسسة للمرحلة القادمة.

02

معماريو الأنظمة والمطوّرون الذين يبنون خدمات تعتمد على البروتوكولات والمفاتيح والشهادات.

03

الباحثون وأعضاء هيئة التدريس والمهتمون بأسس الحوسبة الكمية وتطبيقاتها العملية.

04

قادة التقنية والمخاطر الذين يقيّمون أثر التقنيات الناشئة على خطط الامتثال طويلة المدى.

المحاور العلمية

اضغط على أي محور لاستعراض جلساته وبنوده.

01

المحور الأول: أسس الحوسبة الكمية ونماذجها

2 جلسات · 6 نقاط

1الجلسة الأولى: الكيوبت والتراكب والتشابك

  • التفريق بين البت الكلاسيكي والكيوبت وتمثيل حالته هندسياً وفهم ما يحدث عند القياس.
  • شرح التشابك والتداخل بوصفهما مصدر القدرة الحسابية لا مجرد وصف مجازي شائع.
  • تشغيل محاكاة لدائرة من كيوبتات قليلة وقراءة توزيع النتائج الاحتمالي وتفسيره.

2الجلسة الثانية: الدوائر والبوابات ومنصات البرمجة

  • بناء دوائر ببوابات أحادية وثنائية الكيوبت وتتبّع أثر كل بوابة على حالة النظام.
  • مقارنة نموذج الدوائر بالتلدين الكمي واختلاف المسائل التي يخدمها كل نموذج.
  • التعرّف على أدوات البرمجة الكمية وتشغيل دائرة على محاكٍ متاح عبر السحابة.
02

المحور الثاني: واقع الأجهزة الكمية وحدودها

2 جلسات · 6 نقاط

1الجلسة الأولى: تقنيات بناء الكيوبت

  • مقارنة الدوائر فائقة التوصيل والأيونات المحبوسة والفوتونات في الثبات وقابلية التوسّع.
  • فهم متطلبات التشغيل من تبريد عميق وعزل عن الضوضاء وأثرها في الكلفة والانتشار.
  • قراءة مواصفات الأجهزة المعلنة بوعي، فعدد الكيوبتات وحده ليس مقياساً للقدرة الفعلية.

2الجلسة الثانية: الضوضاء وتصحيح الأخطاء

  • تحليل فقد الترابط ومصادر الخطأ وأثرها على عمق الدائرة القابل للتنفيذ بنتيجة موثوقة.
  • شرح فكرة الكيوبت المنطقي وكلفته من الكيوبتات الفيزيائية في مخططات تصحيح الأخطاء.
  • تقييم ما يمكن وما لا يمكن إنجازه في مرحلة الأجهزة متوسطة الحجم كثيرة الضوضاء.
03

المحور الثالث: أثر الحوسبة الكمية على التشفير القائم

2 جلسات · 6 نقاط

1الجلسة الأولى: خوارزمية شور ومنظومة المفتاح العام

  • تتبّع كيف يقوّض التحليل الكمي أمان الخوارزميات القائمة على تحليل الأعداد واللوغاريتم المتقطع.
  • تصنيف البروتوكولات المتأثرة: تبادل المفاتيح والتوقيع الرقمي والشهادات والبنية التحتية للمفاتيح.
  • مناقشة تقديرات الموارد الكمية المطلوبة نظرياً وما تعنيه لجدول الانتقال المؤسسي.

2الجلسة الثانية: جروفر وخطر الحصاد المؤجّل

  • تحديد الأثر المحدود لخوارزمية جروفر على التشفير المتماثل ودوال التجزئة ومعالجته بطول المفتاح.
  • تحليل خطر جمع البيانات المشفّرة اليوم بهدف فكّها بعد توفّر القدرة الحاسوبية الكمية.
  • تصنيف البيانات حسب المدة التي يجب أن تبقى سرّية خلالها لتحديد ما يستدعي انتقالاً عاجلاً.
04

المحور الرابع: التشفير ما بعد الكمي وبدائله

2 جلسات · 6 نقاط

1الجلسة الأولى: عائلات الخوارزميات المقاومة

  • استعراض العائلات القائمة على الشبكات ودوال التجزئة ورموز تصحيح الخطأ والمعادلات متعددة المتغيرات.
  • التعرّف على معايير التشفير ما بعد الكمي الصادرة عن المعهد الوطني للمعايير والتقنية.
  • الموازنة بين حجم المفاتيح والتواقيع وكلفة الحساب عند الاختيار لبيئة محدودة الموارد.

2الجلسة الثانية: التوزيع الكمي للمفاتيح ومكانه الصحيح

  • شرح مبدأ التوزيع الكمي للمفاتيح واعتماده على قوانين الفيزياء لا على افتراض رياضي.
  • تحديد قيوده العملية من مسافة وبنية ضوئية وكلفة مقارنةً بالحلول البرمجية.
  • تحديد الحالات التي يكون فيها مكمّلاً لا بديلاً عن الخوارزميات المقاومة للكم.
05

المحور الخامس: خارطة الانتقال والمرونة التشفيرية

2 جلسات · 6 نقاط

1الجلسة الأولى: جرد الأصول التشفيرية

  • بناء قائمة بالخوارزميات وأطوال المفاتيح ومواقع استخدامها في التطبيقات والشبكات والأجهزة.
  • كشف التشفير المدفون داخل المكتبات والعتاد والبرامج الثابتة الذي لا يظهر في أي وثيقة.
  • ترتيب الأصول حسب حساسية البيانات وعمر النظام وصعوبة تحديث مكوّناته.

2الجلسة الثانية: التنفيذ الهجين وخطة المرونة

  • تصميم وضع هجين يجمع خوارزمية تقليدية وأخرى مقاومة في تبادل المفاتيح خلال فترة الانتقال.
  • بناء طبقة تجريد تشفيري في البرمجيات تجعل تبديل الخوارزمية تغييراً في الإعداد لا في التصميم.
  • وضع جدول انتقال بمراحل ومؤشرات تقدّم ومراجعة سنوية للمستجدات المعيارية.

ما يحصل عليه المشارك

5 محاور علمية

مخطّط علميّ متدرّج

10 جلسة تدريبية

موزَّعة على 5 أيام

30 بنداً تفصيلياً

محتوى تطبيقي مفصَّل

شهادة حضور معتمدة

بعد إتمام البرنامج

أكمل بيانات التسجيل

سنتواصل معك خلال يوم عمل لتأكيد الحجز.

جاهز للبدء؟

احجز مقعدك في البرنامج وابدأ رحلة تطوير مهاراتك.

سجّل الآن

شارك هذه الدورة