Supremacia quântica o que significa?

A supremacia quântica será tão significativa quanto a criação da Internet e empresas precisam começar a pensar em seus planos de migração quântica.

Por Roger A. Grimes

Parabéns! Você tem a sorte de estar vivo perante o que pode ser o avanço mais importante da história da informática: o advento da supremacia quântica. Não se engane, este evento é, pelo menos, tão significativo quanto a criação da Internet – e o que ele significa é tão emocionante quanto ameaçador, principalmente no que se refere à segurança.

O que é supremacia quântica?

Há alguns dias, a Fortune relatou que a Google, está na corrida para tornar os computadores quânticos utilizáveis, e publicou temporariamente um estudo num site da NASA que falava sobre a supremacia quântica. O momento em que um computador quântico finalmente faz algo que um computador tradicional, binário e clássico não é capaz – seja uma demonstração de velocidade computacional sem precedentes ou a resolução de um problema de matemática que uma máquina convencional simplesmente não conseguiria resolver. O relatório da Google parece indicar que a empresa alcançou os dois feitos, pelo menos em parte: o seu computador quântico conseguiu realizar em três minutos o que o computador mais rápido do mundo levaria 10 mil anos para fazer.

Poucas horas depois a Google retirou o relatório do ar. Isto pode significar que a gigante da tecnologia ainda não alcançou a supremacia quântica. Mas se a Google não tivesse realizado esta conquista, será que a empresa incluiria estes detalhes e depois ficava em silêncio sobre o assunto? Investigadores chineses, da Google e da IBM declararam publicamente que a supremacia quântica chegaria já neste ano. O meu palpite é que esse foi um lançamento acidental antes da definição estratégica de relações públicas discutida anteriormente.

Desde 1959, quando Richard Feynman falou sobre o uso das propriedades da mecânica quântica para promover um novo paradigma de computação, o mundo esperava o dia em que a supremacia quântica ocorresse. Agora, provavelmente chegou o momento. Entre outras coisas surpreendentes, o poder da computação quântica aproxima o dia em que a criptografia convencional em que todos confiamos nos poderá mais proteger.

A quebra criptográfica

O desempenho da computação quântica para muitos problemas não é tão extraordinário. Existem muitos casos em que os computadores quânticos são mais lentos que os computadores tradicionais. Mas conhecemos dois tipos específicos de problemas em que os computadores quânticos se destacam.

Um tipo é chamado de pesquisas não estruturadas. Devido a um algoritmo quântico conhecido como algoritmo de Grover, os computadores quânticos fornecem uma aceleração quadrática em pesquisas não estruturadas. Mais relevante, reduz pela metade a proteção de chaves e hashes simétricos, enfraquecendo a segurança de proteção do AES-256 para AES-128, SHA2-256 para SHA2-128 e assim por diante. Qualquer pessoa que desejar ser protegida contra um ataque à computação quântica deve dobrar o tamanho das chaves das suas cifras e hashes simétricos.

O outro problema em que os computadores quânticos desfrutam de uma enorme vantagem está na solução de equações que usam números primos muito grandes em fórmulas matemáticas – no qual se baseia a maioria dos nossos algoritmos assimétricos modernos de chave pública. Em 1994, o físico quântico Peter Shor mostrou que esses tipos de problemas poderiam ser resolvidos em segundos ou minutos num computador quântico. Nós apenas precisamos de qubits suficientes (bits quânticos).

O primeiro computador quântico em funcionamento chegou em 1998, quando uma máquina com apenas 2 qubits foi construída. Mas mesmo com 2 qubits, a equipa de computação quântica provou que o uso do algoritmo de Shor funcionaria em qualquer equação de números primos com o número certo de qubits estáveis. Desde então, todos os fabricantes de computadores quânticos têm tentado acrescentar qubits e estabilidade (correção de erros) às suas máquinas.

Estamos realmente na supremacia quântica?

Durante muitos anos, os investigadores quânticos anunciaram publicamente cada avanço incremental que ocorria. No ano passado, pararam de comunicar atualizações. Suponha que a Google tenha feito o que nenhuma outra empresa fez – aumentou significativamente a estabilidade dos qubits. Isso significa que as outras empresas descobrirão como fazer o mesmo, se ainda não o fizeram. Não há como chegar à supremacia quântica e não estar significativamente mais adiante no caminho da criação de computadores quânticos ainda mais poderosos.

Isso significa que HTTPS, TLS , WiFi, certificados digitais, cartões inteligentes, tokens de autenticação FIDO, criptomoedas e muito mais estão prestes a serem superados. Pode supor que os governos estejam a prever e a armazenar o tráfego de rede atualmente “protegido” dos adversários, a espera do dia em que possam ler os segredos dos outros. O anúncio da supremacia quântica do Google pode ser uma farsa ou prematuro, mas acredito que não. De qualquer forma, as empresas precisam começar a pensar seriamente em seus planos de migração quânticos.

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