Földi halandónak egyelőre túl bonyolult dolog kvantumszámítógépet építenie, ám szakértők szerint öt éven belül annyira elterjednek ezek az eszközök, hogy gyökerestül felforgatják az életünket. Az új típusú számítógépek újfajta titkosítást tesznek szükségessé, és a kriptovalutáknak is változniuk kell.

A mai számítógépek ‒ mint például az a gép, melyen ez a cikk is született ‒ relatíve egyszerűen működnek, ha a prototípusként létező kvantumszámítógépekhez viszonyítjuk őket: az adatot 0 és 1 formájában tárolják, a számítás eredménye minden esetben 0 vagy 1 lehet. A szupergyors chipeknek köszönhetően számítógépeink elég ügyesek ahhoz, hogy videót nézzük rajtuk, internetezzünk vagy üzeneteket küldjünk egymásnak, ahhoz viszont már „buták”, hogy valós időben feltörjék a létező titkosításokat. A kvantumszámítógép picit megbonyolítja a dolgokat, hiszen olyan számítási kapacitáshoz juthat az emberiség, ami a jelenlegi titkosítások feltöréséhez szükséges éveket másodpercek töredékére rövidíti.

Qubitokkal bonyolultabb ‒ avagy a bonyolult kvantumbit

A kvantumszámítógépekben az információ (a kvantumbit vagy qubit) nemcsak 1 vagy 0, mint a jelenlegi számítógépeken, hanem egyszerre 1 és 0 is lehet ‒ ezt a kevert állapotot nevezik szuperpozíciónak. A kérdés az, honnan tudhatjuk, hogy milyen állapotban van egy adott qubit? A válasz látszólag egyszerű: megmérjük… Ám a dolog érdekességét az adja, hogy a megfigyelés aktusa, vagyis maga a mérés kényszeríti arra a qubitet, hogy felvegye az egyik alapállapotot. Míg egy bit értékének kiolvasásakor maga a bit változatlan marad, a kvantumbit állapota megváltozik, és a mérés eredményéhez igazodik.

Éppen ez az egyik nehézség a qubittel kapcsolatban: a mérés előtt a mérhető értékek valószínűségét ismerhetjük, de csak a mérés pillanatában derül ki, hogy a qubit melyik konkrét értéket veszi fel. A mérés hatására a qubit szuperpozíciója összeesik, így 0-t vagy 1-est kapunk eredménynek, a mért érték pedig 100 százalékos valószínűségűvé válik.

A qubitek nagyon kényesek a hőingadozásra, ezért a kutatóknak állandó hőmérsékletet kell fenntartaniuk ahhoz, hogy hibamentesen működjön a számítógép – ez eddig csak laboratóriumi körülmények között sikerült.

Eljön a most ismert titkosítás vége

Ám az emberiség rohanó léptekkel halad a kvantumszámítógépek felé, az IBM és a Google is fejlesztett már ki több qubitos számítógépet. Az IBM Q projektben kvantumszámítógép-kapacitáshoz juthatnak az érdeklődő kutatók, ahol változatos feladatokat oldhatnak meg. Az IBM kutatási részlegének vezetője, Arvind Krishna nemrég azt nyilatkozta, hogy öt éven belül szélesebb körben is elterjedhetnek a kvantumszámítógépek.

A kutatási vezető szerint az emberiségnek már ma alternatív titkosítási megoldások felé kell néznie, ugyanis a kvantumszámítógép a most ismert titkosítás végét is jelenti.

A kriptovalutáknak is változniuk kell

A blokklánc-technológia ugyan a záloga annak, hogy az adatokat nem lehet következmény nélkül megváltoztatni, a központosítás nélküli, peer-to-peer adattárolás pedig garantálja az adatok fennmaradását is, ám a tranzakciók módján kell változtatni ahhoz, hogy a kriptovalutákat továbbra is biztonságosan használni tudjuk.

Jelenleg a felhasználók egy a kriptovaluta alapján generált privát kulccsal lépnek be felhasználói fiókjukba. Ez a kulcs tipikusan 64 karakternyi betű- és számkombináció, ami a felhasználó címéhez kötötten generált. Ahhoz, hogy egy másik felhasználó valutáit egy rosszindulatú támadó megszerezze, ki kell számolnia ezt a 64 karakternyi betű- és számkombinációt, és azt is tudnia kell, pontosan mely címhez kötött. Ez eddig matematikailag kivitelezhetetlen volt, a kvantumszámítógépek azonban ezt a számítást is lehetővé teszik.

A kép forrása: https://singularityhub.com