Smakämnen ökningen av kvantberäkningar och dess implikationer för nuvarande krypteringsstandarder är välkända. Men varför ska kvantdatorer vara särskilt skickliga på att bryta kryptering? Svaret är en fiffig bit matematisk jonglering som kallas Shors algoritm. Frågan som fortfarande lämnar är: Vad är det som den här algoritmen gör som gör att kvantdatorer är så mycket bättre på att knäcka kryptering? I denna video, YouTubare minutfysik förklarar det i sin traditionella whiteboard-tecknade stil.
"Kvantberäkning har potential att göra det super, superlätt att komma åt krypterad data - som att ha en ljussabel som du kan använda för att skära igenom alla lås eller barriärer, oavsett hur stark", säger minutephysics. "Shors algoritm är den där ljussabeln."
Enligt videon fungerar Shors algoritm av insikten att för vilket par av tal som helst kommer multiplicering av ett av dem till slut att nå en faktor av det andra talet plus eller minus 1. Så du tar en gissning på det första talet och faktor det ut, addera och subtrahera 1, tills du kommer fram till den andra siffran. Det skulle låsa upp krypteringen (specifikt RSA här, men det fungerar några andra typer) eftersom vi då skulle ha båda faktorerna.
En anledning till att denna till synes enkla process förlitar sig på utvecklingen av kraftfulla kvantdatorer är att det krävs en enorm mängd försök att hitta den korrekta effekten att multiplicera det första talet med för att hitta en faktor för det andra talet (N) ± 1. Krypteringsnyckeln är en ganska lång siffra och kraften kan därför vara allt från 1 till miljoner. Men brute force är inte varför kvantdatorer fungerar så bra här.
Superpositionernas superkrafter
Kortfattat, tack vare quantum superpositioning, kan en kvantdator beräkna många svar för en enda ingång. Videon säger dock att du bara får ett svar i taget, med sannolikheter bifogade. För att lösa det problemet är beräkningen inställd så att felaktiga svar stör varandra så att endast det korrekta svaret (eller åtminstone en bra gissning) sannolikt kommer att matas ut. Den där kalkylen, som fokuserar på att hitta rätt kraft p, är Shors algoritm.
Det hela är extremt matematiskt, med en assist från Euklids algoritm, såväl som en kvantfouriertransform som förvandlar en serie superpositioner av superpositioner till sinusvågor som antingen konstruktivt (lägger till varandra) eller destruktivt interfererar - dvs tar ut varandra. Videon säger att du i princip kan rigga den så att endast 1/p är räddad, med alla andra svar destruktivt störda ur strid. När du väl är där är det en promenad i parken att hitta p, vilket gör det mycket lättare att hitta de två krypteringsfaktorerna. Se hela videon för mer detaljer, och för att kanske känna dig lite smartare.
Det är förresten Peter Shor fortfarande frodas, och om du är intresserad av en djupdykning om hur han bröt internet, här är en annan video där mannen själv förklarar hur han kom på hans självbetitlade mästerverk.
