Kvantové počítače jsou hrozba

Určitě už jste slyšeli o výkonných a drahých kvantových počítačích. Jak ale tyto stroje vlastně fungují a proč by mohly představovat problém pro bezpečnost?

Nejprve je potřeba porozumět tomu, jak funguje základní součást klasických počítačů – neboli procesor. Základní jednotkou v procesoru je tzv. tranzistor. Ten funguje takto: pokud jím prochází elektrický proud, znamená to logickou hodnotu 1; pokud proud neprochází, jde o hodnotu 0. Pomocí propojení těchto tranzistorů vznikají tzv. logická hradla, která provádějí jednoduché logické operace. Například hradlo AND dává výstup 1 jen tehdy, pokud jsou oba vstupy 1, zatímco hradlo OR dá výstup 1, pokud je alespoň jeden vstup roven 1. Možná jste se s nimi setkali při blokovém programování. Hodnota, kterou takto reprezentujeme (0 nebo 1), se nazývá „bit“.

Kvantové počítače fungují na jiném principu. Místo klasických bitů používají kvantové bity, tzv. qubity. Qubit je zvláštní tím, že může díky kvantovému jevu zvanému superpozice existovat ve stavu, kdy není jednoznačně 0 ani 1, ale něco mezi. Je to jako by byl trochu v obou stavech najednou. Díky tomu mohou kvantové počítače zpracovávat více možností současně a řešit některé velmi náročné úlohy mnohem rychleji než klasické počítače.

Jedním z takových úkolů je např. problém obchodního cestujícího, který spočívá v nalezení nejkratší trasy mezi mnoha městy. To je velmi složité, protože počet možných cest roste extrémně rychle s každým přidaným městem. Klasický počítač by musel zkoušet jednu po druhé, zatímco kvantový může díky superpozici zpracovávat mnoho možností najednou.

Tato schopnost však přináší i rizika. Mnoho současných metod zabezpečení, například v bankovnictví, využívá tzv. asymetrickou kryptografii, která spoléhá na to, že některé matematické úlohy jsou pro klasické počítače velmi obtížné. Kvantové počítače by tyto úlohy mohly zvládnout výrazně rychleji, a tím celou tuto oblast ohrozit.

Kvantové počítače vyvíjí největší technologické firmy jako IBM, Google, Microsoft nebo start-upy jako D-Wave a IonQ. Každá firma zkoumá jiný přístup. Například Microsoft se vydal zcela odlišnou cestou. Pokud uspěje, může vyvinout nejstabilnější a nejvýkonnější stroje, ale stále není jisté, zda to vůbec jde.

Někteří útočníci už nyní shromažďují zašifrovaná data vládních institucí, nemocnic nebo firem s nadějí, že jakmile budou dostupné dostatečně výkonné kvantové počítače, tak si počtou. Proto je důležité, aby se již dnes začalo přecházet na tzv. postkvantovou kryptografii, která bude odolná i vůči kvantovým útokům.

Co se týče kryptoměn – nové transakce už využívají bezpečnější technologie, ale starší Bitcoiny, např. z prvních let existence, uložené bez dodatečného zabezpečení, jsou v ohrožení. Pokud je máte, dejte si pozor.