Квантовый апокалипсис может наступить уже совсем скоро. Вот как мы готовимся к нему

Поэтому в эту сферу сейчас вливается очень много денег, а над разработкой квантовых компьютеров работают лучшие ученые мира.

В прошлом году инженеры Google создали временной кристалл, а совсем недавно другой команде ученых удалось соединить их в единую систему. Эти невероятные открытия важны как минимум потому, что именно временной кристалл может стать идеальной основой для квантовых технологий, ведь эти структуры можно использовать в качестве кубитов, причем с чрезвычайно низким энергопотреблением.

Кроме того, австралийские физики, которые в 2012 году создали первый квантовый транзистор, сумели создать первую квантовую микросхему.

Все это постепенно приближает уже давно ожидаемую технологию к ее воплощению в реальной жизни.

Квантовые компьютеры уже существуют, однако пока что это не рабочие машины, а лишь «тизеры» этой технологии, которые демонстрируют превосходство квантовых компьютеров над обычными на примере определенных задач. Сейчас эти системы чрезвычайно подвержены ошибкам, а также требуют специфических условий для работы.

Рано или поздно ученые создадут квантовый компьютер — технологию, которая изменит мир. Однако важно понимать, что появление таких машин принесет не только позитивные изменения, но и одну чрезвычайно важную опасность, о которой пока что говорят не так много.

Q-day — это день, которого в кругах кибербезопасности опасаются больше всего. Это момент, когда практически все современные методы защиты станут абсолютно бесполезными. Поскольку квантовые компьютеры смогут обрабатывать намного больше информации, современные криптографические алгоритмы, шифрующие наши данные, будут перед ними бессильными.

Фактически, квантовые компьютеры сломают основу современного интернета.

Действующие сейчас криптографические алгоритмы основаны на простой факторизации. Они считаются невзламываемыми ля современных компьютеров и используются для защиты всего — от электронных почт до банковских данных.

Однако если традиционным компьютерам практически невозможно работать с невероятно большим списком вероятных паролей, то его квантовый аналог, использующий алгоритм Шора, справится с такой задачей без особых трудностей.

Так, квантовый компьютер в руках злоумышленников может привести человечество к квантовому апокалипсису, когда новая технология позволит взламывать миллиарды данных без особых проблем. Дополнительную угрозу могут представлять различные хакерские группировки, которые сейчас могут собирать огромное количетсво зашифрованных данных, к которым невозможно получить доступ сейчас. Однако появление квантовых компьютеров позволит хакерам быстро взломать и воспользоваться этой информацией.

Переоценить опасность такого сценария не так уж и просто. В теории, все военные, банковские, инфраструктурные и миллионы других систем могут оказаться под контролем террористов.

Мы уже дождались, когда одна важная проблема перешла из разряда «может произойти когда-то в будущем» в фазу «это происходит уже прямо сейчас, что нам делать?». Нам пора учиться на своих ошибках.

Поэтому инженеры со всего мира активно работают над созданием и внедрением постквантовой криптографии уже не первый год — подробнее об истории этих разработок можно почитать здесь.

В 2016 году Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) организовал конкурс, на котором все желающие могли представить свои постквантовые алгоритмы. Первый круг прошли 65 команд из 82. Затем инженеры пытались взломать алгоритмы друг друга — так список участвующих команд сократился до 15.

В начале июля NIST объявил четыре алгоритма-победителя. В институте объяснили это тем, что разные системы и задачи требуют разных видов шифрования, а потому здесь не может быть единственного и универсального алгоритма, который может зашифровать буквально все.

Интересно, что три из четырех алгоритмов разработаны инженерами IBM. На этом компания не остановилась — и наняла инженера, который создал четвертый алгоритм. Важно понимать, что это не был конкурс в типичном понимании этого слова — это, скорее, своеобразный способ сосредоточить внимание лучших инженеров и математиков для решения сверхважного задания.

Тем не менее, разработка алгоритмов — это только первый шаг к квантовой безопасности. Сейчас инженеры будут дорабатывать и улучшать выбранные NIST решения, чтобы через несколько лет они стали новыми стандартами.

После этого еще много лет уйдет на то, пока эти алгоритмы постепенно будут внедряться по всему миру. И, если все пройдет успешно, то квантовая эра не застанет нас врасплох — и человечество будет готово к появлению квантовых компьютеров.