Τι είναι ο κβαντικός υπολογιστής Quantum

Φαντάσου έναν απλό υπολογιστή σαν έναν άνθρωπο που προσπαθεί να λύσει ένα παζλ με πολλά κομμάτια. Ένας κανονικός ;άνθρωπος θα προσπαθούσε να φτιάξει το παζλ κομμάτι-κομμάτι, δοκιμάζοντας το καθένα σε διαφορετικές θέσεις μέχρι να βρει το σωστό. Μπορεί να χρειαστεί αρκετό χρόνο για να το ολοκληρώσει γιατί πρέπει να ελέγξει κάθε πιθανή θέση του κάθε κομματιού.

Eνας κβαντικός υπολογιστής γνωστός κι ως Quantum αν ήταν άνθρωπος θα έκανε ένα υπολογισμό με τα μάτια, θα έβγαζε 1000 χέρια και θα κούμπωνε τα κομμάτια του παζλ με μια κίνηση μειώνοντας αισθητά τον χρόνο που θα έκανε ένας συμβατικός υπολογιστής

Ένας κοινός υπολογιστής χρησιμοποιεί τα bits. Τα bits είναι μικρά κομμάτια δεδομένων που μπορούν να έχουν δυο τιμές. Το 0 και το 1. Αν για παράδειγμα θα θέλαμε να σπάσουμε έναν κωδικό ένος email ή κάποιου λογιαριασμού, ένας κοινός υπολογιστής θα δοκίμαζε κάθε φορά συνδυασμούς του 0 και του 1 μέχρι να πετύχει τον σωστό κωδικό. Δηλαδή αν ο κωδικός ασφαλείας ήταν η λέξη 9Volto  ο κάθε χαρακτήρας (γράμμα) αντιστοιχεί σε περίπου 8 bits των 0 και 1 οπότε ο κωδικός 9Volto για τον υπολογιστή φαίνεται κάπως ετσι

00111001 01010110 01101111 01101100 01110100 01101111

Τώρα θα δοκίμαζε πολλούς συνδυασμούς για να το εντοπίσει ξεκινώντας από το κάθε γράμμα να το απεικόνιζε σε 0 και 1. Θα ξεκινούσε να δοκιμάζει κωδικούς με ένα γράμμα, μετά κωδικούς με δυό γράμματα, μέχρι να έφτανε στον συνδυασμό των 6 γραμμάτων που είναι η λέξη 9Volto

Ένας κβαντικός υπολογιστής  δουλεύει διαφορετικά. χρησιμοποιεί τα λεγόμενα qubits. Είναι δεδομένα που απεικονίζουν ταυτόχρονα και το 0 και το 1. αυτό σημαίνει θεωρητικά ότι εκμηδενίζει τον χρόνο αναζήτησης του κωδικού πρόσβασης και μπορεί να σπάσει σχεδόν όλους τους λογαριασμούς και κωδικούς μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα.

Η ανάπτυξη κβαντικών υπολογιστών έχει ξεκινήσει εδώ και χρόνια και συμμετέχουν οι εταιρίες, ibm, microsoft, google, alibaba, intel ο καθένας με δικό του project.

Φυσικά η αναπτυξη κβαντικών υπολογιστών έχει να κάνει περισσότερο με την επεξεργαστική ισχύ και τον εναλλακτικό τρόπο επίλυσης σύνθετων προβλημάτων.

 

Υπέρθεση και Εμπλοκή στους κβαντικούς υπολογιστές

Η υπέρθεση (superposition) επιτρέπει στα qubits να είναι και στα δύο ψηφία (0 και 1) ταυτόχρονα, αντί να περιορίζονται σε μια μοναδική κατάσταση. Αυτή η ιδιότητα σημαίνει ότι ένας κβαντικός υπολογιστής μπορεί να εξετάσει πολλαπλές καταστάσεις ενός προβλήματος ταυτόχρονα.

Η εμπλοκή (entanglement), από την άλλη, είναι ένα φαινόμενο όπου δύο ή περισσότερα qubits συνδέονται με τέτοιο τρόπο που η κατάσταση του ενός εξαρτάται από την κατάσταση του άλλου, ανεξάρτητα από την απόστασή τους. Αυτό επιτρέπει στους κβαντικούς υπολογιστές να διαχειρίζονται και να επεξεργάζονται τεράστιες ποσότητες πληροφορίας με εκπληκτική ταχύτητα και ακρίβεια.

 

Κβαντικοί υπολογιστές ασφάλεια κι επεξεργαστική ισχύ

Αν κάποιος είχε στην κατοχή του έναν λειτουργικό κβαντικό υπολογιστή, θα μπορούσε να λύσει προβλήματα που για τους κλασικούς υπολογιστές θα ήταν σχεδόν αδύνατα ή θα απαιτούσαν εκατομμύρια χρόνια για να λυθούν. Για παράδειγμα, η κρυπτογραφία, που βασίζεται σε σύνθετα μαθηματικά προβλήματα, όπως η παραγοντοποίηση μεγάλων αριθμών, θα μπορούσε να σπάσει με ευκολία από έναν κβαντικό υπολογιστή.

Η παραδοσιακή κρυπτογραφία που βασίζεται στην παραγοντοποίηση μεγάλων αριθμών είναι ασφαλής επειδή η λύση αυτών των προβλημάτων είναι εξαιρετικά δύσκολη για τους κλασικούς υπολογιστές. Ωστόσο, ένας κβαντικός υπολογιστής, χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο του Shor, μπορεί να παραγοντοποιήσει μεγάλους αριθμούς πολύ πιο γρήγορα, κάνοντας έτσι τις παραδοσιακές μεθόδους κρυπτογράφησης απαρχαιωμένες.

Αυτό σημαίνει ότι αν κάποιος είχε στα χέρια του έναν κβαντικό υπολογιστή, θα μπορούσε να αποκτήσει πρόσβαση σε ευαίσθητες πληροφορίες, όπως προσωπικούς λογαριασμούς, κρατικά μυστικά, και άλλες κρυπτογραφημένες πληροφορίες, σε πολύ μικρότερο χρονικό διάστημα από ό,τι με έναν κλασικό υπολογιστή.

 

Νέες μεθόδοι κρυπτογράφησης ενάντια στους κβαντικούς υπολογιστές

Αυτός είναι ο λόγος που οι επιστήμονες και οι μηχανικοί εργάζονται σκληρά για την ανάπτυξη νέων μεθόδων κρυπτογράφησης που θα είναι ανθεκτικές στους κβαντικούς υπολογιστές. Αυτές οι μέθοδοι, γνωστές ως “κβαντο-ανθεκτική κρυπτογραφία” (quantum-resistant cryptography), είναι σχεδιασμένες για να αντέχουν τις επιθέσεις από κβαντικούς υπολογιστές, διασφαλίζοντας ότι οι ευαίσθητες πληροφορίες θα παραμείνουν ασφαλείς ακόμα και σε έναν κόσμο όπου οι κβαντικοί υπολογιστές είναι πραγματικότητα.

Μερικές από τις προσεγγίσεις που εξετάζονται περιλαμβάνουν τη χρήση πιο σύνθετων μαθηματικών προβλημάτων που θεωρούνται ανθεκτικά στους αλγορίθμους των κβαντικών υπολογιστών, καθώς και νέες μορφές κρυπτογραφίας που βασίζονται σε φυσικές αρχές που δεν μπορούν να σπάσουν εύκολα.

 

---

Το 9Volto είναι ένα εξειδικευμένο επισκευαστικό κέντρο smartphone, laptop και υπολογιστών και μπορεί να αναλάβει βλάβες σε hardware και firmware επίπεδο.

Κατάστημα 1: Πύλης 59 Πειραιάς τηλ: 2104118176

Κατάστημα 2: 25ης Μαρτίου 55 Πειραιάς τηλ: 2104212212