تكنولوجيا النانو الآن - بيان صحفي: نهج الباحثين قد يحمي أجهزة الكمبيوتر الكمومية من الهجمات

الصفحة الرئيسية > صحافة > قد يؤدي نهج الباحثين إلى حماية أجهزة الكمبيوتر الكمومية من الهجمات

طور الدكتور كاناد باسو (يسار) وزملاؤه طريقة لمواجهة تأثير الهجمات المصممة لتعطيل قدرة الذكاء الاصطناعي على اتخاذ القرارات أو حل المهام في أجهزة الكمبيوتر الكمومية. يضم فريقه طلاب الدكتوراه في هندسة الكمبيوتر سانجاي داس، نافنيل تشودري (جالسًا) وشاميك كوندو (يمين).

CREDIT
جامعة تكساس في دالاس

المستخلص:
ومن المتوقع أن تعمل أجهزة الكمبيوتر الكمومية، التي يمكنها حل العديد من المشكلات المعقدة بشكل أسرع بشكل كبير من أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية، على تحسين تطبيقات الذكاء الاصطناعي (AI) المنتشرة في أجهزة مثل المركبات ذاتية القيادة؛ ومع ذلك، تمامًا مثل أسلافها، فإن أجهزة الكمبيوتر الكمومية معرضة للهجمات العدائية.

نهج الباحثين قد يحمي أجهزة الكمبيوتر الكمومية من الهجمات

دالاس، تكساس | تم النشر في 8 مارس 2024

قام فريق من الباحثين في جامعة تكساس في دالاس وأحد المتعاونين في الصناعة بتطوير طريقة لمنح أجهزة الكمبيوتر الكمومية طبقة إضافية من الحماية ضد مثل هذه الهجمات. ويتصدى الحل الذي توصلوا إليه، وهو حقن الضوضاء الكمومية للدفاع المضاد (QNAD)، لتأثير الهجمات المصممة لتعطيل الاستدلال، أي قدرة الذكاء الاصطناعي على اتخاذ القرارات أو حل المهام. سيقدم الفريق بحثًا يوضح الطريقة في ندوة IEEE الدولية حول الأمن والثقة الموجهة للأجهزة في الفترة من 6 إلى 9 مايو في واشنطن العاصمة.

وقال الدكتور كاناد باسو، الأستاذ المساعد في الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر في كلية إريك جونسون للهندسة وعلوم الكمبيوتر: "إن الهجمات العدائية المصممة لتعطيل استدلال الذكاء الاصطناعي يمكن أن تؤدي إلى عواقب وخيمة". "يمكن تشبيه الهجوم بشخص يضع ملصقًا فوق علامة التوقف: قد لا تتعرف السيارة ذاتية القيادة على علامة التوقف بشكل صحيح، وتفسرها على أنها إشارة منخفضة السرعة، وبالتالي تفشل في التوقف. هدفنا من هذا النهج هو جعل تطبيقات الكمبيوتر الكمومية أكثر أمانًا.

الحوسبة الكمومية هي تقنية ناشئة بسرعة تستخدم ميكانيكا الكم – دراسة كيفية تصرف الجسيمات على المستوى دون الذري – لحل المشكلات الحسابية المعقدة.

مثل البتات في أجهزة الكمبيوتر التقليدية، تمثل الكيوبتات الوحدة الأساسية للمعلومات في أجهزة الكمبيوتر الكمومية. تمثل البتات في أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية 1 أو 0. ومع ذلك، تستفيد البتات الكمومية من مبدأ التراكب، مما يعني أنها يمكن أن تكون في حالة 0 و1 في نفس الوقت؛ لذلك، يمكن للبتات الكمومية أن تمثل حالتين، مما يؤدي إلى قدرات تسريع هائلة مقارنة بأجهزة الكمبيوتر التقليدية. على سبيل المثال، نظرًا لقدرتها الحاسوبية، تتمتع أجهزة الكمبيوتر الكمومية بالقدرة على كسر أنظمة التشفير الآمنة للغاية.

أحد التحديات التي تواجه أجهزة الكمبيوتر الكمومية هو قابليتها للضوضاء أو التداخل، بسبب عوامل تشمل تقلبات درجات الحرارة أو المجالات المغناطيسية أو العيوب في مكونات الأجهزة. أجهزة الكمبيوتر الكمومية أيضًا عرضة للتفاعلات غير المقصودة بين الكيوبتات. يمكن أن تؤدي الضوضاء والتداخل إلى حدوث أخطاء في الحوسبة.

يستفيد نهج الباحثين من الضوضاء الكمومية الجوهرية والحديث المتبادل لمواجهة الهجمات العدائية. تقدم هذه الطريقة الحديث المتبادل في الشبكة العصبية الكمومية (QNN)، وهو شكل من أشكال التعلم الآلي حيث تقوم مجموعات البيانات الكبيرة بتدريب أجهزة الكمبيوتر على أداء المهام، بما في ذلك الكشف عن الأشياء مثل علامات التوقف أو مسؤوليات رؤية الكمبيوتر الأخرى.

وقال باسو، وهو مؤلف رئيسي للدراسة: "إن السلوك الصاخب لأجهزة الكمبيوتر الكمومية يقلل في الواقع من تأثير الهجمات". "نعتقد أن هذا هو النهج الأول من نوعه الذي يمكن أن يكمل الدفاعات الأخرى ضد الهجمات العدائية."

وأثبت الباحثون أنه أثناء الهجوم، كان تطبيق الذكاء الاصطناعي أكثر دقة بنسبة 268% مع QNAD مقارنة بدونه.

وقال شاميك كوندو، طالب الدكتوراه في هندسة الكمبيوتر والمؤلف المشارك الأول، إن هذا النهج مصمم لتكملة التقنيات الأخرى لحماية أمن الكمبيوتر الكمي. وشبه كوندو فائدة هذا الإطار بفوائد أحزمة الأمان في السيارات.

وقال كوندو: "في حالة وقوع حادث، إذا لم نرتدي حزام الأمان، فإن تأثير الحادث يكون أكبر بكثير". "من ناحية أخرى، إذا وضعنا حزام الأمان، حتى لو كان هناك حادث، فإن تأثير الاصطدام يقل. ويعمل إطار عمل QNAD بشكل يشبه حزام الأمان، مما يقلل من تأثير الهجمات العدائية، التي ترمز إلى الحادث، بالنسبة لنموذج QNN.

ومن بين مؤلفي الدراسة الآخرين طلاب الدكتوراه في هندسة الكمبيوتر، نافنيل تشودري، وهو أيضًا المؤلف الأول، وسانجاي داس. ويتعاون أيضًا الدكتور أرناب راحة، عالم أبحاث كبير في شركة إنتل.

تم تمويل البحث من قبل مؤسسة العلوم الوطنية.

####

لمزيد من المعلومات ، يرجى الضغط هنا

جهات الاتصال:
كيم هورنر
جامعة تكساس في دالاس
مكتب: 972-883-4463

حقوق الطبع والنشر © جامعة تكساس في دالاس

إذا كان لديك تعليق ، من فضلك اتصل بنا لنا.

جهات إصدار النشرات الإخبارية ، وليس 7th Wave، Inc. أو Nanotechnology Now ، هي المسؤولة وحدها عن دقة المحتوى.

المرجعية: