By Jay Liu posté le 18 oct. 2022
Il est largement admis que les ordinateurs quantiques ne seront pas capables d’infliger de graves dommages à nos systèmes de sécurité avant au moins 15 ans. C’est à ce moment-là que des ordinateurs quantiques à grande échelle et tolérants aux pannes devraient être disponibles et capables d’exécuter l’algorithme de Shor pour pirater RSA dans un délai raisonnable. Eh bien, la réalité est bien plus sombre : les véritables menaces quantiques à la sécurité sont beaucoup plus immédiates, probablement d’ici cinq ans.
Vous vous demandez peut-être : « Vraiment ? Comment ça?"
Ces menaces de sécurité à court terme proviendront d’algorithmes heuristiques exécutés sur des dispositifs quantiques sujets aux erreurs de l’ère NISQ dans laquelle nous nous trouvons déjà aujourd’hui.
À l’aide de l’algorithme de Shor, la factorisation d’un numéro RSA de 2048 100,000 bits nécessite 10 20 qubits tolérants aux pannes fonctionnant pendant 8 jours, ou XNUMX millions de qubits NISQ pendant XNUMX heures. Étant donné que nous n’aurons pas d’ordinateurs quantiques à si grande échelle avant au moins une décennie, nous pourrions avoir l’impression que nous disposons de beaucoup de temps pour nous préparer.
Mais en utilisant les appareils NISQ d'aujourd'hui, chez Zapata Computing, nous avons mis au point un algorithme heuristique appelé Factorisation quantique variationnelle (VQF, breveté), qui, selon nous, peut prendre en compte un numéro RSA de 2048 6,000 bits avec environ XNUMX XNUMX qubits NISQ en une heure. Sur la base des feuilles de route des produits publiées par les principales sociétés d'informatique quantique, les ordinateurs quantiques NISQ de cette échelle devraient être disponibles d'ici cinq ans.
Pensez-y. La menace quantique à la sécurité est bien plus immédiate que ce que la plupart des gens pensent.
Eh bien, vous vous demandez peut-être : « Qu'est-ce qu'un algorithme heuristique, et pourquoi dans ce cas, est-il tellement plus puissant que l'algorithme de Shor lorsqu'il s'agit de casser un numéro RSA ?
Stephen Cook, pionnier de la complexité informatique et lauréat du prix Turing, la définit bien :
"Une algorithme heuristique est conçue pour résoudre un problème de manière plus rapide et plus efficace que les méthodes traditionnelles en sacrifiant l'optimalité, l'exactitude, la précision ou l'exhaustivité au profit de la vitesse.
En d’autres termes, un algorithme heuristique n’est pas mathématiquement complet ni prouvé en théorie, mais il fonctionne en pratique. Un exemple bien connu d’algorithme heuristique est celui des réseaux de neurones, qui se sont révélés extrêmement efficaces dans des applications telles que la reconnaissance faciale, bien qu’il n’existe aucune preuve mathématique de leur fonctionnement. De plus, il devient de plus en plus précis et puissant à mesure que de meilleurs réseaux de neurones convolutifs sont conçus.
Notre algorithme VQF est un autre exemple. Contrairement à l’algorithme de Shor, il s’agit d’un algorithme hybride utilisant à la fois des ordinateurs quantiques et des ordinateurs classiques. Plus précisément, il mappe le problème de factorisation en un problème d'optimisation combinatoire, utilise des ordinateurs classiques pour le prétraitement et emploie l'algorithme bien connu d'optimisation approximative quantique (QAOA). Cette approche a considérablement réduit le nombre de qubits requis pour factoriser un grand nombre.
La menace NISQ est à un terme beaucoup plus proche que la menace PQC
Alors que la plupart des efforts du monde universitaire, des organismes de normalisation et des sociétés de sécurité se concentrent sur l'atténuation des menaces de sécurité liées à l'ère de la cryptographie post-quantique (PQC) dans une décennie ou plus, les menaces attendues des algorithmes de Shor fonctionnant à grande échelle et tolérantes aux pannes. ordinateurs, l'algorithme VQF a exposé la faisabilité des menaces de sécurité à court terme provenant d'algorithmes heuristiques exécutés sur des ordinateurs quantiques à l'ère NISQ dans laquelle nous nous trouvons déjà aujourd'hui.
Nous avons étudié cette question de près et avons discuté avec de grandes entreprises, des gouvernements et des organisations. C’est le genre de menace quantique à la cybersécurité qui les préoccupe le plus.
Grâce à notre vaste équipe de scientifiques quantiques et à notre Plateforme logicielle Orquestra® fonctionnant sur des ordinateurs quantiques, nous avons développé un ensemble d'outils et de services pour vous aider à mieux vous préparer aux menaces de sécurité de l'ère NISQ et au-delà, y compris la recherche, l'évaluation, les tests, l'évaluation et la vérification.
Commençons aujourd’hui.
Jay Liu, vice-président des produits chez Zapata Computing
