NSA želi kvantni računalnik

NSA poizkuša zgraditi kvantni računalnik, kažejo Snowdnovi dokumenti, ki jih je objavil Washington Post. V okviru programa raziskovalnega programa Penetrating Hard Targets, ki je približno 80 milijonov dolarjev, se trudijo raviti delujoč kvantni računalnik, ki bi zaradi svojih zmogljivosti omogočal hitro razbitje številnih šifer.

Kvantni računalniki namesto z biti operirajo s kubiti, ki so lahko v kvantni superpoziciji. To pomeni, da obstojijo v vseh stanjih hkrati z določeno verjetnostjo. To je bistvo, ki omogoča hitro reševanje nekaterih problemov, recimo faktorizacije števil. V tem primeru se algoritem izvaja na vseh stanjih hkrati. Kvantni računalniki niso vedno hitrejši od navadnih, ampak le pri opravilih, za katera so razviti učinkoviti kvantni algoritmi. Glavni problem je, da meritev stanja kubitov vedno vrne le eno stanje, četudi je sistem obstajal v superpoziciji stanj. Ključ je oblikovati takšen algoritem, ki bo v teku spremenil superpozicijo stanj tako, da bo verjetnost za meritev želenega stanja visoka, ostalih pa zelo nizka. Če nam to stanej kaj pametnega pove, smo s kvantnim računalnikom opravili nek račun.

Kvantnih računalnikov še ni in ni jasno, kdaj jih bomo dobili. Rešiti je namreč treba številne probleme, med njimi praktično izvedbo kubitov in problem dekoherence. Zunanje motnje namreč superpozicijo stanj slej ali prej pokvarijo, zato jih treba kvantni računalnik dovolj izolirati, da se to zgodi, ko je račun že končan, a ne preveč, saj moramo biti sposobni rezultat prebrati. D-Wave Systems sicer prodaja D-Wave Two, ki ga predstavljajo kot kvantni računalnik, a strokovnjaki si še niso enotni, ali je res pravi kvantni računalnik ali ne. Za zdaj z njim niso rešili še nobenega problema, ki ga ne bi s klasičnimi računalniki.

NSA se torej trudi z razvojem svojega kvantnega računalnika, ki bi jim omogočil razbitje šifer in rekonstrukcijo zasebnih ključev. Sodeč po dokumentih, NSA ni nič kaj dlje od univerzitetnih laboratorijev v ZDA in Evropi, ki so vodilni na tem področju. Za zdaj kaže, da vsaj kakšnih deset let kvantnega računalnika ne bo, to pa je dovolj časa, da kriptografske algoritme zamenjamo s takimi, ki so na napade s kvantnimi računalniki odporni (in ti že obstajajo).