एनआईएसक्यू युग और उससे आगे के क्वांटम सुरक्षा खतरे

यह व्यापक रूप से माना जाता है कि क्वांटम कंप्यूटर कम से कम 15 वर्षों तक हमारी सुरक्षा प्रणालियों को कोई गंभीर नुकसान नहीं पहुंचा पाएंगे। ऐसा तब होता है जब पूर्ण पैमाने पर, दोष-सहिष्णु क्वांटम कंप्यूटर उपलब्ध होने और उचित समय में आरएसए को क्रैक करने के लिए शोर के एल्गोरिदम को चलाने में सक्षम होने की उम्मीद की जाती है। खैर, वास्तविकता बहुत धुंधली है: वास्तविक क्वांटम सुरक्षा खतरे कहीं अधिक तत्काल हैं, संभवतः पांच वर्षों के भीतर।

आप शायद पूछ रहे होंगे, “सचमुच? ऐसा कैसे?"

ये निकट अवधि के सुरक्षा खतरे एनआईएसक्यू युग से त्रुटि-प्रवण क्वांटम उपकरणों पर चलने वाले अनुमानी एल्गोरिदम से होंगे, जिसमें हम पहले से ही आज हैं।

शोर के एल्गोरिदम का उपयोग करते हुए, 2048-बिट आरएसए संख्या को फ़ैक्टर करने के लिए 100,000 दिनों तक चलने वाले 10 दोष-सहिष्णु क्वैबिट या 20 घंटों के लिए 8M NISQ क्वैबिट की आवश्यकता होती है। चूँकि हमारे पास कम से कम एक दशक तक इतने बड़े पैमाने के क्वांटम कंप्यूटर नहीं होंगे, इसलिए हमें लग सकता है कि हमारे पास तैयार होने के लिए बहुत समय है।

लेकिन आज के NISQ उपकरणों का उपयोग करते हुए, हम Zapata कंप्यूटिंग में एक अनुमानी एल्गोरिदम लेकर आए हैं जिसे कहा जाता है वैरिएशनल क्वांटम फैक्टरिंग (VQF, पेटेंटेड), जिसके बारे में हमारा अनुमान है कि यह एक घंटे के भीतर लगभग 2048 NISQ क्वैबिट के साथ 6,000-बिट RSA संख्या को कारक बना सकता है। अग्रणी क्वांटम कंप्यूटर कंपनियों के प्रकाशित उत्पाद रोडमैप के आधार पर, इस पैमाने पर एनआईएसक्यू क्वांटम कंप्यूटर पांच वर्षों के भीतर उपलब्ध होने की उम्मीद है।

इसके बारे में सोचो। क्वांटम सुरक्षा ख़तरा जितना अधिकांश लोग समझते हैं उससे कहीं अधिक तात्कालिक है।

ठीक है, आप सोच रहे होंगे, "ह्यूरिस्टिक एल्गोरिदम क्या है, और इस मामले में, जब आरएसए संख्या को तोड़ने की बात आती है तो क्या यह शोर के एल्गोरिदम से कहीं अधिक शक्तिशाली है?"

कंप्यूटिंग जटिलता के अग्रणी और ट्यूरिंग पुरस्कार विजेता, स्टीफन कुक, इसे अच्छी तरह से परिभाषित करते हैं:

"एक अनुमानी एल्गोरिथ्म वह है जिसे गति के लिए इष्टतमता, सटीकता, परिशुद्धता या पूर्णता का त्याग करके पारंपरिक तरीकों की तुलना में किसी समस्या को तेज़ और अधिक कुशल तरीके से हल करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

दूसरे शब्दों में, एक अनुमानी एल्गोरिदम गणितीय रूप से पूर्ण या सिद्धांत में सिद्ध नहीं है, लेकिन यह व्यवहार में काम करता है। ह्यूरिस्टिक एल्गोरिदम का एक प्रसिद्ध उदाहरण तंत्रिका नेटवर्क है, जो चेहरे की पहचान जैसे अनुप्रयोगों में बेहद प्रभावी साबित हुआ है, हालांकि इसका कोई गणितीय प्रमाण नहीं है कि इसे काम करना चाहिए। इसके अलावा, जैसे-जैसे बेहतर कनवल्शनल न्यूरल नेटवर्क डिज़ाइन किए गए हैं, यह अधिक सटीक और अधिक शक्तिशाली होता जा रहा है।

हमारा VQF एल्गोरिदम एक और उदाहरण है। शोर के एल्गोरिदम के विपरीत, यह क्वांटम कंप्यूटर और शास्त्रीय कंप्यूटर दोनों का उपयोग करने वाला एक हाइब्रिड एल्गोरिदम है। विशेष रूप से, यह फैक्टरिंग समस्या को एक संयोजन अनुकूलन समस्या में मैप करता है, प्री-प्रोसेसिंग के लिए शास्त्रीय कंप्यूटर का उपयोग करता है, और प्रसिद्ध क्वांटम अनुमानित अनुकूलन एल्गोरिदम (क्यूएओए) को नियोजित करता है। इस दृष्टिकोण ने बड़ी संख्या का गुणनखंड करने के लिए आवश्यक क्वैबिट की संख्या को काफी कम कर दिया है।

एनआईएसक्यू खतरा पीक्यूसी खतरे की तुलना में काफी निकट है

जबकि शिक्षा जगत, मानक निकायों और सुरक्षा फर्मों के अधिकांश प्रयास पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी (पीक्यूसी) युग से एक दशक या उससे अधिक समय से सुरक्षा खतरों को कम करने पर केंद्रित हैं, शोर के एल्गोरिदम से अपेक्षित खतरे पूर्ण पैमाने पर, दोष-सहिष्णु क्वांटम पर चल रहे हैं। कंप्यूटर, वीक्यूएफ एल्गोरिदम ने एनआईएसक्यू युग में क्वांटम कंप्यूटरों पर चलने वाले अनुमानी एल्गोरिदम से निकट अवधि के सुरक्षा खतरों की व्यवहार्यता को उजागर किया है, जिसमें हम पहले से ही आज हैं।

हम इस मुद्दे पर करीब से नजर रख रहे हैं और बड़े उद्यमों, सरकारों और संगठनों से बात कर रहे हैं। यह एक प्रकार का क्वांटम साइबर सुरक्षा खतरा है जिसके बारे में वे सबसे अधिक चिंतित हैं।

क्वांटम वैज्ञानिकों की हमारी गहरी बेंच और हमारे साथ ऑर्केस्ट्रा® सॉफ़्टवेयर प्लेटफ़ॉर्म क्वांटम कंप्यूटरों पर चलते हुए, हमने अनुसंधान, मूल्यांकन, परीक्षण, रेटिंग और सत्यापन सहित एनआईएसक्यू युग और उससे आगे के सुरक्षा खतरों के लिए बेहतर तैयारी में आपकी मदद करने के लिए उपकरणों और सेवाओं का एक सेट विकसित किया है।

आइए आज से शुरुआत करें.

जे लियू, ज़ापाटा कंप्यूटिंग में उत्पाद के उपाध्यक्ष