By ג'יי ליו פורסם ב-18 באוקטובר 2022
הדעה הרווחת היא שמחשבים קוונטיים לא יוכלו לגרום נזק רציני למערכות האבטחה שלנו במשך 15 שנים לפחות. זה כאשר מחשבים קוונטיים עמידי תקלות בקנה מידה מלא צפויים להיות זמינים ויכולים להריץ את האלגוריתם של שור לפיצוח RSA בפרק זמן סביר. ובכן, המציאות עמומה הרבה יותר: איומי אבטחה קוונטיים אמיתיים הם הרבה יותר מיידיים, ככל הנראה תוך חמש שנים.
אולי אתה שואל, "באמת? איך זה?"
איומי האבטחה לטווח הקרוב הללו יהיו מאלגוריתמים היוריסטים הפועלים על התקנים קוונטיים מועדים לשגיאות מתקופת ה-NISQ שאנו נמצאים בו כבר היום.
באמצעות האלגוריתם של Shor, עיבוד מספר RSA של 2048 סיביות דורש 100,000 קיוביטים סובלני תקלות הפועלים במשך 10 ימים, או 20 מיליון NISQ קיוביטים למשך 8 שעות. מכיוון שלא יהיו לנו מחשבים קוונטיים בקנה מידה כה גדול במשך עשור לפחות, אנו עשויים להרגיש שיש לנו הרבה זמן בהישג יד להתכונן.
אבל באמצעות מכשירי ה-NISQ של היום, אנחנו ב-Zapata Computing המצאנו אלגוריתם היוריסטי שנקרא פקטור קוונטי וריאציוני (VQF, פטנט), שלהערכתנו יכול להביא מספר RSA של 2048 סיביות עם בערך 6,000 NISQ קיוביטים בתוך שעה אחת. בהתבסס על מפות מוצר שפורסמו מחברות מחשב קוונטיות מובילות, מחשבי NISQ קוונטים בקנה מידה זה צפויים להיות זמינים תוך חמש שנים.
תחשוב על זה. איום האבטחה הקוונטי הוא הרבה יותר מיידי ממה שרובם מבינים.
ובכן, אתה אולי תוהה, "מהו אלגוריתם היוריסטי, ולמה במקרה הזה, הוא כל כך חזק יותר מהאלגוריתם של שור כשזה מגיע לשבירת מספר RSA?"
חלוץ מורכבות המחשוב וזוכה פרס טיורינג, סטיבן קוק, מגדיר זאת היטב:
" אלגוריתם היוריסטי הוא כזה שנועד לפתור בעיה בצורה מהירה ויעילה יותר משיטות מסורתיות על ידי הקרבת אופטימליות, דיוק, דיוק או שלמות בשביל המהירות".
במילים אחרות, אלגוריתם היוריסטי אינו שלם מתמטית או מוכח בתיאוריה, אבל הוא עובד בפועל. דוגמה ידועה של אלגוריתם היוריסטי היא רשתות עצביות, שהוכחו כיעילות ביותר ביישומים כמו זיהוי פנים, למרות שאין הוכחה מתמטית שזה אמור לעבוד. יתר על כן, זה נהיה מדויק יותר וחזק יותר ככל שמתכננים רשתות עצביות קונבולוציוניות טובות יותר.
אלגוריתם VQF שלנו הוא דוגמה נוספת. בניגוד לאלגוריתם של שור, זהו אלגוריתם היברידי המשתמש גם במחשבים קוונטיים וגם במחשבים קלאסיים. באופן ספציפי, הוא ממפה את בעיית הפקטורינג לבעיית אופטימיזציה קומבינטורית, משתמש במחשבים קלאסיים לעיבוד מקדים ומשתמש באלגוריתם האופטימיזציה הקוונטי (QAOA) הידוע. גישה זו הפחיתה באופן משמעותי את מספר הקיוביטים הנדרשים לגורם למספר גדול.
איום NISQ הוא הרבה יותר קרוב לטווח מאשר איום PQC
בעוד שרוב המאמצים ברחבי האקדמיה, גופים סטנדרטיים וחברות אבטחה מתמקדים בהפחתת איומי אבטחה מהעידן Post-Quantum Cryptography (PQC) עשור או יותר בהמשך הדרך עם איומים צפויים מהאלגוריתמים של שור הפועלים בקנה מידה מלא, קוונטי סובלני לתקלות מחשבים, אלגוריתם VQF חשף את ההיתכנות של איומי אבטחה בטווח הקרוב מאלגוריתמים היוריסטים הפועלים על מחשבים קוונטיים בעידן NISQ שאנו נמצאים בו כבר היום.
בחנו מקרוב את הנושא הזה ודיברנו עם ארגונים גדולים, ממשלות וארגונים. זה סוג איום אבטחת סייבר קוונטי שהם הכי מודאגים ממנו.
עם הספסל העמוק שלנו של מדעני קוונטים ושלנו פלטפורמת התוכנה Orquestra® פועל על מחשבים קוונטיים, פיתחנו סט של כלים ושירותים שיעזרו לך להתכונן טוב יותר לאיומי אבטחה מתקופת ה-NISQ ומעלה, כולל מחקר, הערכה, בדיקות, דירוג ואימות.
בואו נתחיל היום.
ג'יי ליו, סמנכ"ל מוצר ב-Zapata Computing
