Квантовий апокаліпсис може настати вже дуже скоро. Ось як ми готуємось до нього

Тому в цю сферу зараз вливається дуже багато грошей, а над розробкою квантових комп’ютерів працюють найкращі вчені світу.

Минулого року інженери Google створили часовий кристал, а зовсім недавно іншій команді вчених вдалося поєднати їх у єдину систему. Ці неймовірні відкриття важливі як мінімум тому, що саме часовий кристал може стати ідеальною основою для квантових технологій, адже ці структури можна використовувати як кубіти, причому з надзвичайно низьким енергоспоживанням.

Крім того, австралійські фізики, які у 2012 році створили перший квантовий транзистор, зуміли створити першу квантову мікросхему.

Все це поступово наближає давно очікувану технологію до її втілення в реальному житті.

Квантові комп’ютери вже існують, проте поки що це не робочі машини, а лише «тизери» цієї технології, які демонструють перевагу квантових комп’ютерів над звичайними на прикладі певних завдань. Зараз ці системи надзвичайно схильні до помилок, а також вимагають специфічних умов для роботи.

Рано чи пізно вчені створять квантовий комп’ютер — технологію, яка змінить світ. Однак важливо розуміти, що поява таких машин принесе не лише позитивні зміни, а й одну надзвичайно важливу небезпеку, про яку поки що говорять не так багато.

Q-day — це день, якого в колах кібербезпеки побоюються найбільше. Це момент, коли практично всі сучасні методи захисту стануть абсолютно марними. Оскільки квантові комп’ютери зможуть обробляти набагато більше інформації, сучасні криптографічні алгоритми, які шифрують наші дані, будуть безсилими перед ними.

Фактично квантові комп’ютери зламають основу сучасного інтернету.

Криптографічні алгоритми, що діють зараз, засновані на простій факторизації. Вони вважаються незламними для сучасних комп’ютерів і використовуються для захисту всього — від електронних пошт до банківських даних.

Однак якщо традиційним комп’ютерам практично неможливо працювати з неймовірно великим списком ймовірних паролів, то його квантовий аналог, який використовує алгоритм Шора, впорається з таким завданням без особливих труднощів.

Так, квантовий комп’ютер у руках зловмисників може призвести людство до квантового апокаліпсису, коли нова технологія дозволить зламувати мільярди даних без особливих проблем. Додаткову загрозу можуть становити різні хакерські угруповання, які зараз можуть збирати величезну кількість зашифрованих даних, до яких неможливо отримати доступ зараз. Однак поява квантових комп’ютерів дозволить хакерам швидко зламати та скористатися цією інформацією.

Переоцінити небезпеку такого сценарію не так просто. Теоретично, всі військові, банківські, інфраструктурні та мільйони інших систем можуть опинитися під контролем терористів.

Ми вже дочекалися, коли одна важлива проблема перейшла із розряду «може статися колись у майбутньому» у фазу «це відбувається вже просто зараз, що нам робити?». Нам настав час вчитися на своїх помилках.

Тому інженери з усього світу активно працюють над створенням та впровадженням постквантової криптографії вже не перший рік — докладніше про історію цих розробок можна почитати тут.

У 2016 році Національний інститут стандартів і технологій США (NIST) організував конкурс, на якому всі охочі могли подати свої постквантові алгоритми. Перше коло пройшли 65 команд із 82. Потім інженери намагалися зламати алгоритми один одного — так список команд-учасників скоротився до 15.

На початку липня NIST оголосив чотири алгоритми-переможці. В інституті пояснили це тим, що різні системи та завдання вимагають різних видів шифрування, а тому тут не може бути єдиного та універсального алгоритму, який може зашифрувати буквально все.

Цікаво, що три з чотирьох алгоритмів розроблені інженерами IBM. На цьому компанія не зупинилася і найняла інженера, який створив четвертий алгоритм. Важливо розуміти, що це не був конкурс у типовому розумінні цього слова — це, швидше, своєрідний спосіб зосередити увагу найкращих інженерів і математиків для розв’язання надважливого завдання.

Проте розробка алгоритмів — це лише перший крок до квантової безпеки. Зараз інженери доопрацьовуватимуть і поліпшуватимуть обрані NIST рішення, щоб через кілька років вони стали новими стандартами.

Після цього ще багато років піде на те, поки ці алгоритми поступово впроваджуватимуться по всьому світу. І, якщо все минеться успішно, то квантова ера не застане нас зненацька — і людство буде готове до появи квантових комп’ютерів.