Как квантовые компьютеры угрожают кибербезопасности?

Квантовые компьютеры обещают большой технологический скачок: они смогут рассчитывать сложнейшие вычисления за секунды и тем самым заменить годы лабораторных исследований новых лекарств, решительно продвинуть развитие искусственного интеллекта (ИИ) - или даже достоверно предсказывать погоду.

Японская IT-компания, Fujitsu, разрабатывает такой квантовый компьютер. Однако в интервью газете Handelsblatt глава технологического отдела Вивек Махаджан также предупреждает о рисках для кибербезопасности: "Когда квантовые компьютеры станут достаточно мощными и стабильными, они смогут легко взломать многие распространенные системы шифрования.

Поэтому компаниям также следует задуматься об этих проблемах и, например, изменить шифрование своих данных на "квантово-безопасные" методы. Потому что квантовые компьютеры все еще слишком малы и ненадежны, чтобы стать опасными. Но технический директор Fujitsu, Махаджан предупреждает: "Суть квантовых вычислений в том, что это может произойти как через шесть месяцев, так и через шесть лет".

Вероятность прорыва растет, потому что все больше компаний проводят интенсивные исследования в области квантовых компьютеров. По словам Махаджана, спрос значительно вырос, потому что "огромные вычислительные мощности необходимы" для оцифровки бизнеса и жизни, а также для бума искусственного интеллекта.

Квантовые компьютеры могут обеспечить следующий большой скачок в производительности, хотя они вычисляют только те решения, к которым может прийти и обычный компьютер. Решающим фактором является скорость: даже обычным суперкомпьютерам потребовались бы многие годы для сложных расчетов, квантовым компьютерам - всего несколько секунд.

Многие системы шифрования основаны на том, что их алгоритмы настолько превосходят мыслимые вычислительные мощности будущих компьютеров, что для их взлома потребуются сотни лет. Проще говоря, сегодняшним компьютерам требуется слишком много времени, чтобы угадать пароль, а квантовые компьютеры могут одновременно перебирать тысячи возможных паролей. Это также делает технологию блокчейн уязвимой.

Обычные компьютерные чипы были созданы из все более мелких схем и функционируют электронно: каждая вычислительная единица, называемая битом, имеет либо значение "0" или "1", либо состояние "включено" или "выключено" – ток течет или нет. Квантовые компьютеры, с другой стороны, вычисляют на субатомном квантовом уровне, где действуют другие физические законы.

Квантовый бит, называемый кубитом, также может иметь оба состояния одновременно во время вычисления. Это означает, что кубиты могут вычислять гораздо более сложные данные; производительность квантового компьютера удваивается с каждым кубитом и, таким образом, растет экспоненциально.

Именно этот рост делает прогресс в разработке таким непредсказуемым: если исследователь находит решающий кусочек головоломки для соединения кубитов в большом количестве, производительность сразу же подскакивает. Если квантовый компьютер таким образом превзойдет производительность, необходимую для расшифровки обычных систем безопасности, большинство мировых кодов теоретически будут взломаны одним махом.

Спорная научная статья из Китая показывает, насколько взрывоопасна эта проблема. В декабре группа экспертов заявила, что им удалось взломать алгоритмы RSA с помощью квантового компьютера, которые используются, например, для онлайн-банкинга и защиты данных.

Однако они расшифровали лишь относительно короткий код с помощью небольшого квантового компьютера с десятью кубитами. Исследователи объяснили, что они еще не перенесли метод на более крупные компьютеры. В результате пока неясно, действительно ли квантовый компьютер с их методом быстрее обычного компьютера.

Многие эксперты до сих пор сомневаются в их заявлениях. Андре Кёниг, глава и соучредитель Global Quantum Intelligence, сказал в интервью интернет-изданию "Decrypt": "Сама статья не сообщает ничего действительно нового".

Китайские исследователи утверждают, что для перехода к взлому кодов с помощью их метода требуется всего 372 кубита. И хотя многие исследователи предполагают гораздо более высокие цифры, становится ясно, что разработчики квантовых компьютеров уже очень близко подошли к этому скачку.

Взлом паролей за несколько секунд — это может стать реальностью, предупреждает руководитель технологического отдела компании Fujitsu, Вивек Махаджан.