Cum duce fizica cuantică la decriptarea algoritmilor obișnuiți

ascensiunea calculului cuantic şi sa implicații pentru standardele actuale de criptare sunt bine cunoscute. Dar de ce anume ar trebui computerele cuantice să fie deosebit de adepte la distrugerea criptării? Răspunsul este un pic de jonglerie matematică Algoritmul lui Shor. Întrebarea care mai rămâne este: ce face acest algoritm care face ca computerele cuantice să fie mult mai bune la spargerea criptării? În acest videoclip, utilizator YouTuber fizica minutelor o explică în stilul său tradițional de desene animate cu tabla albă.

„Calculul cuantic are potențialul de a face ca datele criptate să fie super, super ușor de accesat – cum ar fi să ai o sabie laser pe care o poți folosi pentru a trece prin orice lacăt sau barieră, indiferent cât de puternică”, spune minutephysics. „Algoritmul lui Shor este acea sabie laser.”

Conform videoclipului, algoritmul lui Shor funcționează pe baza faptului că, pentru orice pereche de numere, în cele din urmă înmulțirea uneia dintre ele va ajunge la un factor al celuilalt număr plus sau minus 1. Astfel, ghiciți primul număr și factorizați-l. afară, adunând și scăzând 1, până când ajungeți la al doilea număr. Asta ar debloca criptarea (în special RSA aici, dar funcționează alte tipuri) pentru că atunci am avea ambii factori.

Unul dintre motivele pentru care acest proces aparent simplu se bazează pe dezvoltarea computerelor cuantice puternice este că găsirea puterii corecte pentru a multiplica primul număr pentru a găsi un factor al celui de-al doilea număr (N) ± 1 necesită o cantitate enormă de încercări. Cheia de criptare este un număr destul de lung și, prin urmare, puterea poate fi de la 1 la milioane. Dar forța brută nu este motivul pentru care computerele cuantice funcționează atât de bine aici.

Superputeri ale suprapozițiilor

Pe scurt, datorită suprapoziționării cuantice, un computer cuantic poate calcula multe răspunsuri pentru o singură intrare. Cu toate acestea, videoclipul spune că obțineți un singur răspuns la un moment dat, cu probabilități atașate. Pentru a rezolva această problemă, calculul este configurat astfel încât răspunsurile greșite să interfereze între ele, astfel încât să apară probabil doar răspunsul corect (sau cel puțin o presupunere bună). Acel calcul, care se concentrează pe găsirea puterii potrivite p, este algoritmul lui Shor.

Totul este extrem de matematic, implicând o asistență de la algoritmul lui Euclid, precum și o transformată Fourier cuantică care transformă o serie de suprapuneri de suprapoziții în unde sinusoidale care fie interferează constructiv (se adaugă între ele), fie distructiv, adică se anulează reciproc. Videoclipul spune că, în esență, îl puteți instala astfel încât doar 1/p este salvat, cu toate celelalte răspunsuri intervenite în mod distructiv în afara disputei. Odată ce sunteți acolo, este o plimbare în parc de găsit p, ceea ce face găsirea celor doi factori de criptare mult mai ușoară. Urmărește întregul videoclip pentru mai multe detalii și poate să te simți puțin mai inteligent.

Apropo, Peter Shor este încă înfloritoare, iar dacă sunteți interesat de o scufundare profundă a modului în care a spart internetul, iată un alt videoclip în care bărbatul însuși explică cum și-a dat seama capodopera sa omonimă.