By Jay Liu postitatud 18. oktoobril 2022
Levinud on arvamus, et kvantarvutid ei suuda meie turvasüsteemidele tõsist kahju tekitada vähemalt 15 aasta jooksul. Sel ajal on eeldatavasti saadaval täismahus tõrketaluvusega kvantarvutid, mis on võimelised käivitama Shori algoritmi, et murda RSA mõistliku aja jooksul. Noh, tegelikkus on palju hämaram: tõelised kvantjulgeolekuohud on palju otsesemad, tõenäoliselt viie aasta jooksul.
Võib-olla küsite: "Tõesti? Kuidas nii?"
Need lähiajalised turvaohud tulenevad heuristilistest algoritmidest, mis töötavad veaohtlikel kvantseadmetel NISQ ajastust, milles me juba praegu oleme.
Shori algoritmi kasutades nõuab 2048-bitise RSA-numbri arvestamine 100,000 10 tõrketaluvusega kubitti 20 päeva jooksul või 8 miljonit NISQ kubitti XNUMX tunni jooksul. Kuna meil ei ole nii suuremahulisi kvantarvuteid vähemalt kümne aasta pärast, võime tunda, et meil on ettevalmistusteks palju aega.
Kuid kasutades tänapäevaseid NISQ seadmeid, oleme Zapata Computingus välja pakkunud heuristilise algoritmi nimega Variatsiooniline kvantfaktoring (VQF, patenteeritud), mis meie hinnangul võib ühe tunni jooksul arvestada 2048-bitise RSA-numbriga umbes 6,000 NISQ-kubitiga. Juhtivate kvantarvutiettevõtete avaldatud tooteplaanide põhjal eeldatakse, et sellises mahus NISQ kvantarvutid on saadaval viie aasta jooksul.
Mõtle selle üle. Kvantjulgeolekuoht on palju vahetum, kui enamik mõistab.
Noh, võite küsida: "Mis on heuristiline algoritm ja miks on see sel juhul RSA-numbri murdmisel palju võimsam kui Shori algoritm?"
Arvutustehnika keerukuse teerajaja ja Turingi auhinna võitja Stephen Cook määratleb selle hästi:
" heuristiline algoritm on selline, mis on loodud probleemi lahendamiseks kiiremini ja tõhusamalt kui traditsioonilised meetodid, ohverdades kiiruse nimel optimaalsuse, täpsuse, täpsuse või täielikkuse.
Teisisõnu, heuristiline algoritm ei ole matemaatiliselt täielik ega teoreetiliselt tõestatud, kuid see töötab praktikas. Heuristilise algoritmi tuntud näide on närvivõrgud, mis on osutunud äärmiselt tõhusaks sellistes rakendustes nagu näotuvastus, hoolimata sellest, et pole matemaatilist tõendit selle toimimise kohta. Veelgi enam, see muutub täpsemaks ja võimsamaks, kui luuakse paremaid konvolutsioonilisi närvivõrke.
Meie VQF-algoritm on veel üks näide. Erinevalt Shori algoritmist on see hübriidalgoritm, mis kasutab nii kvantarvuteid kui ka klassikalisi arvuteid. Täpsemalt, see kaardistab faktooringprobleemi kombinatoorseks optimeerimise probleemiks, kasutab eeltöötluseks klassikalisi arvuteid ja kasutab hästi tuntud kvantumbkaudse optimeerimise algoritmi (QAOA). See lähenemine on märkimisväärselt vähendanud suure arvu faktorite tegemiseks vajalike kubitide arvu.
NISQ oht on palju lähedasem kui PQC oht
Kuigi enamik akadeemiliste ringkondade, standardasutuste ja turvafirmade jõupingutusi on keskendunud post-Quantum Cryptography (PQC) ajastust tulenevate turvaohtude leevendamisele kümme aastat või hiljem, kusjuures oodatavad ohud Shori algoritmidest töötavad täismahus, tõrketaluvusega kvant. arvutite jaoks on VQF-algoritm paljastanud lähiaja turvaohtude teostatavuse kvantarvutites töötavatest heuristilistest algoritmidest NISQ-ajastul, milles me juba praegu oleme.
Oleme seda teemat tähelepanelikult uurinud ja rääkinud suurettevõtete, valitsuste ja organisatsioonidega. See on küberjulgeoleku kvantoht, mille pärast nad kõige rohkem muretsevad.
Meie sügava kvantteadlaste pingiga ja meie Orquestra® tarkvaraplatvorm Kvantarvutites töötades oleme välja töötanud tööriistade ja teenuste komplekti, mis aitavad teil paremini valmistuda turvaohtudeks NISQ ajastust ja hiljemgi, sealhulgas uurimine, hindamine, testimine, hindamine ja kontrollimine.
Alustame täna.
Jay Liu, Zapata Computingu tooteosakonna asepresident
