Kvantové počítače na dosah ruky! Co to je? Jaká přináší rizika?

Již relativně dlouho existuje snaha vytvořit funkční a spolehlivý kvantový počítač. Doposud se odhadovalo, že něco takového nebude možné po celá desetiletí. Nyní Microsoft oznámil nový průlom, který by mohl znamenat funkční kvantový počítač v horizontu let.

Jedná se o nový počítačový čip na bázi takzvaných topovodičů, což bylo možné díky zcela novému materiálu vytvořenému právě za tímto účelem. Pokud se ukáže nový směr jako správný, mohou být kvantové počítače funkční do několika let. Chetan Nayak, technický pracovník ve společnosti Microsoft, podle BBC věří, že tento vývoj otřese konvenčním myšlením o budoucnosti kvantových počítačů.

Kvantové počítače by mohly přinést skokový vývoj v mnoha vědeckých odvětvích, protože mají potenciál v rozumném čase vyřešit problémy, které by i současným superpočítačům mohly podle odhadů trvat i déle než existuje Vesmír.

Na rozdíl od standartních počítačů fungujících na systému nul a jedniček jsou kvantové počítače schopné pracovat se základními stavebními kameny, které jsou obojím současně v takzvaném stavu suprapozice. Tyto kvantové bity, označované jako qubity, jsou tedy pro stroj během výpočtu i nulou i jedničkou. Díky tomu je možné, aby kvantové počítače byly schopné v řádu minut provádět výpočty, které by současným počítačům měly trvat miliony let.

Problém s kvantovými počítači je ten, že čím více mají quibitů, tím jsou sice výkonější, ale také nespolehlivější. Právě proto se různé společnosti snaží zvýšit spolehlivost takových počítačů. Nová technologie topovodičů by tento pokrok mohla značně urychlit, ale podle odborníků je třeba více dat než bude jasný její význam pro kvantovou technologii.

Kromě pozitiv ve větší výpočetní kapacitě nebo pokroku v různých odvětvích mohou mít kvantové počítače i stinnou stránku. Především se jedná o bezpečnost. Současný nejrozšířenější šifrovací systém RSA stojí na tom, že neexistuje algoritmus, který by v rozumném čase dokázal odhalit prvočíselný rozklad součinu dvou velmi vysokých prvočísel. Tím pádem současné počítače mohou dojít k odpovědi pouze postupným zkoušením, což by jim zabralo absurdně dlouho dobu. Kvantový počítač by mohl všechny tyto pokusy provést najednou a tak prolomit tuto šifru chránící nejen mnoho citlivých dat každého z nás, ale také klíčové informace států či firem včetně každodenní záležitostí, jako jsou bankovní převody.

Naštěstí si mnozí toto nebezpečí uvědomují a v srpnu vydal Národní institut pro standardy a technologie v USA nové standarty pro šifrování, které počítají i s kvantovou technologií. Nyní je důležité nové zabezpečení zavést ve všech klíčových oblastech, dříve než budou ohroženy kvantovou technologií, což nemusí být jednoduché. Velké firmy a státy tato bezpečnostní opatření patrně přijmou velmi rychle, ale pokud jde o bezpečí jednotlivců může to být složitější. Některé starší přístroje ani nemusí být schopné toto nové šifrování zvládnou.

Problém také je, že pokud by byla nyní ukradena nějaká zašifrovaná data, mohlo by být možné je následně odhalit s pomocí kvantových počítačů. Aktuálně není jasné, kdy k tomu dojde, ale existují informace, které mohou být cenné i za desítky let – například tajné recepty na oblíbené limonády. Čím větší je nebezpečí, že by určité informace mohly být klíčové i v budoucnu, tím méně by se mělo otálet s jejich zabezpečením.

Ve vývoji kvantových počítačů je třeba odvést ještě spoustu práce a nikdo nemůže přesně říci, kdy budou běžně používané, ale čím dříve dojde k zabezpečení, které nemohou rozšifrovat, tím lépe. Nikdo nemůže přesně říci, zda brzy nedojde k dalšímu průlomu. 

Foto: Pixabay

Autor: Vojtěch Benda