Квантовые компьютеры и шифрование: почему существующие алгоритмы под угрозой
Продолжение поста

Пока полноценной угрозы нет: сегодняшние квантовые системы относятся к классу NISQ (шумные квантовые компьютеры среднего масштаба) и насчитывают лишь несколько сотен кубитов. Но появление отказоустойчивого квантового компьютера (FTQC) — прогнозируемо около 2040 года — изменит ситуацию кардинально.

Главная проблема нынешних квантовых систем — нестабильность кубитов. Суперпозиция разрушается от малейших внешних воздействий: тепла, электромагнитных полей, магнитных помех. Поэтому большинство квантовых компьютеров требуют сверхнизких температур и экранирования. Сами квантовые вентили работают с ошибками: при точности 99% на одну операцию после 1000 последовательных шагов вероятность верного результата падает до 37%.

Для борьбы с этим разрабатывается квантовая коррекция ошибок. Один из первых предложенных методов — код Шора: 9 физических кубитов кодируют 1 логический и позволяют исправлять как битовые, так и фазовые ошибки. Квантовый компьютер с такой коррекцией называется отказоустойчивым (FTQC). Именно его появления и опасаются криптографы.

В ответ американский институт стандартов и технологий NIST уже разрабатывает постквантовую криптографию (PQC) — алгоритмы, устойчивые даже к атакам квантового компьютера.

Параллельно развивается квантовое распределение ключей (QKD): секретный ключ передаётся по оптоволокну в виде одиночных фотонов, а любая попытка перехвата меняет квантовое состояние и сразу обнаруживается. В сочетании с одноразовыми ключами (схема «одноразового блокнота») QKD теоретически обеспечивает абсолютно защищённую связь.

Источник: EE Times Japan (🇯🇵)

#Google #IBM #NIST #Квантовыекомпьютеры #квантовыевычисления #криптография