Sản phẩm sự trỗi dậy của máy tính lượng tử và của mình hàm ý cho các tiêu chuẩn mã hóa hiện tại đã được biết đến. Nhưng chính xác thì tại sao máy tính lượng tử lại đặc biệt thành thạo trong việc phá vỡ mã hóa? Câu trả lời là một chút tung hứng toán học tiện lợi được gọi là thuật toán Shor của. Câu hỏi vẫn còn bỏ ngỏ là: Thuật toán này làm gì mà khiến máy tính lượng tử bẻ khóa mã hóa tốt hơn nhiều? TRONG video này, Youtuber vật lý phút giải thích nó theo phong cách hoạt hình bảng trắng truyền thống của mình.
“Tính toán lượng tử có khả năng giúp việc truy cập dữ liệu được mã hóa trở nên cực kỳ dễ dàng - giống như có một thanh kiếm ánh sáng mà bạn có thể sử dụng để xuyên qua bất kỳ ổ khóa hoặc rào cản nào, bất kể mạnh đến đâu,” Minutephysical cho biết. “Thuật toán của Shor là thanh kiếm ánh sáng đó.”
Theo video, thuật toán của Shor hoạt động dựa trên sự hiểu biết rằng đối với bất kỳ cặp số nào, cuối cùng khi nhân một trong số chúng với chính nó sẽ đạt được hệ số của số kia cộng hoặc trừ 1. Do đó, bạn đoán số đầu tiên và phân tích nó ra, cộng và trừ 1 cho đến khi đạt được số thứ hai. Điều đó sẽ mở khóa mã hóa (cụ thể là RSA ở đây, nhưng nó hoạt động trên một số loại khác) bởi vì khi đó chúng ta sẽ có cả hai thừa số.
Một lý do tại sao quá trình có vẻ đơn giản này phụ thuộc vào sự phát triển của máy tính lượng tử mạnh mẽ là việc tìm ra công suất chính xác để nhân số đầu tiên với mục đích tìm thừa số của số thứ hai (N) ± 1 cần rất nhiều lần thử. Khóa mã hóa là một số khá dài và do đó, sức mạnh có thể là bất kỳ thứ gì từ 1 đến hàng triệu. Nhưng bạo lực không phải là lý do tại sao máy tính lượng tử hoạt động rất tốt ở đây.
Siêu năng lực của sự chồng chất
Tóm lại, nhờ chồng chất lượng tử, một máy tính lượng tử có thể tính toán nhiều câu trả lời cho một đầu vào. Tuy nhiên, video nói rằng bạn chỉ nhận được một kết quả đầu ra tại một thời điểm, kèm theo xác suất. Để giải quyết vấn đề đó, phép tính được thiết lập sao cho các câu trả lời sai ảnh hưởng lẫn nhau để chỉ có câu trả lời đúng (hoặc ít nhất là một dự đoán tốt) có khả năng xuất ra. Tính toán đó, tập trung vào việc tìm ra sức mạnh phù hợp p, là thuật toán Shor.
Tất cả đều cực kỳ mang tính toán học, bao gồm sự hỗ trợ từ Thuật toán Euclid, cũng như một biến đổi Fourier lượng tử biến một loạt các chồng chất của các chồng chất thành sóng hình sin có thể mang tính xây dựng (cộng với nhau) hoặc giao thoa triệt tiêu — tức là triệt tiêu lẫn nhau. Video nói rằng, về cơ bản, bạn có thể điều chỉnh nó sao cho chỉ 1/p được cứu, với tất cả các câu trả lời khác bị can thiệp một cách triệt để do tranh chấp. Khi đã đến đó, bạn chỉ cần đi dạo trong công viên để tìm p, điều này làm cho việc tìm kiếm hai yếu tố mã hóa dễ dàng hơn rất nhiều. Xem toàn bộ video để biết thêm chi tiết và có thể cảm thấy thông minh hơn một chút.
Nhân tiện, Peter Shor là vẫn phát triển mạnhvà nếu bạn muốn tìm hiểu sâu hơn về cách anh ta phá hoại Internet thì đây là một video khác trong đó chính người đàn ông đó giải thích làm thế nào anh ấy tìm ra kiệt tác cùng tên của ông.
