Kuantum Bilgisayarlar Çevrimiçi Gizliliği Kırmak üzere mi?



Kuantum Bilgisayarlar Çevrimiçi Gizliliği Kırmak üzere mi?

Çin’deki bir araştırma ekibi, ilkel bir kuantum bilgisayar kullanarak dijital gizliliği sağlamak için kullanılan en yaygın yöntemleri teorik olarak kırabilecek bir tekniği açıkladı.

Araştırmacılar, tekniğin küçük ölçekli bir gösteride işe yaradığını bildirdi, ancak diğer uzmanlar, prosedürün görevde sıradan bilgisayarları geçecek şekilde ölçeklendirilebileceğinden şüpheleniyorlar. Yine de, geçen ayın sonlarında arXiv deposunda yayınlanan makalenin çevrimiçi gizliliğin savunmasızlığını hatırlattığı konusunda uyarıyorlar.

Kuantum bilgisayarların mevcut şifreleme sistemleri için potansiyel bir tehdit olduğu biliniyor, ancak teknoloji henüz emekleme aşamasında. Araştırmacılar genellikle, kuantum bilgisayarların kriptografik anahtarları (verileri korumak için bir şifreleme algoritmasında kullanılan karakter dizileri) sıradan bilgisayarlardan daha hızlı kırabilmesinin uzun yıllar alacağını tahmin ediyor.

Araştırmacılar, 1990’larda kuantum bilgisayarların, “klasik” bilgisayarların ulaşamayacağı gibi görünen görevleri gerçekleştirmek için fiziğin tuhaflıklarından yararlanabileceğini fark ettiler. Peter ŞorŞu anda Cambridge’deki Massachusetts Institute of Technology’de çalışan bir matematikçi, 1994’te kuantum süperpozisyon fenomeninin nasıl uygulanacağını gösterdi – bu, atom büyüklüğündeki nesnelerin aynı anda birden fazla durumun bir kombinasyonunda var olma yeteneğini açıklar – ve Bir havuzdaki dalgaların birbirini nasıl toplayabildiğine veya birbirini yok edebildiğine benzer kuantum girişimi, tamsayı sayıları asal sayılara ayırmaya, yani kalan olmadan daha fazla bölünemeyen tamsayılara.

Shor’un algoritması, bir kuantum bilgisayarını, mucitlerinin baş harflerinden sonra Rivest-Shamir-Adleman veya RSA olarak adlandırılan büyük asal sayılara dayalı bir şifreleme sistemini ve diğer bazı popüler kriptografi tekniklerini kırmada klasik bir bilgisayardan katlanarak daha hızlı hale getirecektir. şu anda çevrimiçi gizliliği ve güvenliği koruyan. Ancak Shor’un tekniğini uygulamak, mevcut prototiplerden çok daha büyük bir kuantum bilgisayar gerektirecektir. Bir kuantum bilgisayarın boyutu, kuantum bitleri veya kübitlerle ölçülür. Araştırmacılar, RSA’yı kırmanın bir milyon veya daha fazla kübit sürebileceğini söylüyor. Bugün mevcut olan en büyük kuantum makinesi—Kasım ayında duyurulan Osprey çipi. IBM— 433 kübite sahiptir.

Yeni bir yaklaşım

Pekin Kuantum Bilgi Bilimleri Akademisi’nden Shijie Wei ve işbirlikçileri, RSA’yı yenmek için Shor’un değil, Schnorr’un algoritmasına dayalı farklı bir yol izlediler; 1990’lar. Schnorr’un algoritması klasik bir bilgisayarda çalışacak şekilde tasarlandı, ancak Wei’nin ekibi, kuantum yaklaşık optimizasyon algoritması veya QAOA adı verilen bir prosedür kullanarak sürecin bir kısmını kuantum bilgisayarda uyguladı.

Henüz hakem tarafından incelenmemiş olan makalede yazarlar, algoritmalarının yalnızca 372 kübit kullanarak güçlü RSA anahtarlarını (600’den fazla ondalık basamaklı sayıları) kırabileceğini iddia ediyor. bir e-postada Doğa Tüm yazarlar adına, Çin’deki Tsinghua Üniversitesi’nde fizikçi olan Guilu Long, çok sayıda kübite sahip olmanın yeterli olmadığı ve mevcut kuantum makinelerinin bu kadar büyük bir hesaplamayı başarılı bir şekilde yapmak için hala çok fazla hata eğilimli olduğu konusunda uyardı. “Hata oranını düşürmeden sadece kübit sayısını artırmak yardımcı olmaz.”

Hefei’deki Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nde kuantum bilgisayarları yapan ve projede yer almayan fizikçi Chao-Yang Lu, QAOA algoritmasını bu kadar küçük bir makinede çalıştırmak için 372 kübitin her birini gerektireceğini söylüyor. %99,9999 oranında hatasız çalışır. Son teknoloji ürünü kübitler ancak %99,9 doğruluğa ulaştı.

Ekip, daha yönetilebilir, 15 haneli sayı olan 261,980,999,226,229’u çarpanlarına ayırmak için 10 kübitlik bir kuantum bilgisayarda tekniği gösterdi. (15.538.213 × 16.860.433 olarak iki asal sayıya ayrılır.) Araştırmacılar, modern web tarayıcıları tarafından kullanılan şifreleme anahtarlarından çok daha küçük olmasına rağmen, bunun bir kuantum bilgisayar yardımıyla çarpanlarına ayrılan en büyük sayı olduğunu söylüyor.

tartışmalı kağıt

Sorun şu ki, hiç kimse QAOA’nın büyük sayıları çarpanlara ayırmayı sadece bir dizüstü bilgisayarda Schnorr’un klasik algoritmasını çalıştırmaktan daha hızlı yapıp yapmadığını bilmiyor. Yazarlar, “Algoritmanın kuantum hızlandırmasının net olmadığı belirtilmelidir” diye yazıyor. Başka bir deyişle, Shor’un algoritmasının, yeterince büyük bir kuantum bilgisayar kullanıma sunulduğunda (ve eğer) şifrelemeyi verimli bir şekilde kırması garanti edilse de, optimizasyona dayalı teknik çok daha küçük bir makinede çalışabilir, ancak görevi asla tamamlayamayabilir.

Kanada’daki Waterloo Üniversitesi’nde matematikçi olan Michele Mosca, QAOA’nın az sayıda kübit kullanarak tam sayıları çarpanlara ayırabilen bilinen ilk kuantum algoritması olmadığına da dikkat çekiyor. O ve iş arkadaşları 2017’de bir tane tanımladılar. Dolayısıyla araştırmacılar, kuantum bilgisayarların sayıları çarpanlara ayırmak için çok büyük olmasını gerektiren temel hiçbir şeyin olmadığını zaten biliyorlardı.

Diğer araştırmacılar, en son makalenin doğru olmasına rağmen, hıza ilişkin uyarının yalnızca makalenin en sonunda yer aldığından şikayet ettiler. “Sonuçta bu, 25 yıldır gördüğüm en yanıltıcı kuantum hesaplama makalelerinden biri.” bloglanmış Austin’deki Texas Üniversitesi’nden kuantum hesaplama teorisyeni Scott Aaronson.

Long, e-postasında kendisinin ve işbirlikçilerinin gazeteyi değiştirmeyi planladıklarını ve uyarıyı daha yükseğe taşıyacaklarını söylüyor. Bildiride, “Akran değerlendirmesini ve dünyanın dört bir yanındaki bilim insanlarıyla iletişimi memnuniyetle karşılıyoruz.”

Schnorr tabanlı teknik İnternet’i bozmayacak olsa bile, kuantum bilgisayarlar sonunda Shor’un algoritmasını çalıştırarak bunu yapabilir. Güvenlik araştırmacıları, bir kuantum saldırısına yenik düşme olasılığı daha düşük görülen bir dizi alternatif kriptografik sistem geliştirmekle meşguller. kuantum sonrası veya kuantum güvenli. Ancak araştırmacılar, gelecekte bu sistemleri feci sonuçlarla yenebilecek daha iyi kuantum algoritmaları da keşfedebilirler.

Mosca, “Dijital altyapılara olan güven çöker” diyor. “Teknoloji yaşam döngüsü yönetimi aracılığıyla kuantum güvenli geçiş yönetiminden aniden kriz yönetimine geçerdik” diye ekliyor. “Dilimlemenin hiçbir yolu güzel olmayacak.”

Bu makale izin alınarak çoğaltılmıştır ve ilk yayınlanan 6 Ocak 2023’te.



Kaynak : https://www.scientificamerican.com/article/are-quantum-computers-about-to-break-online-privacy/

Yorum yapın

SMM Panel PDF Kitap indir