Kemajuan Komputasi Kuantum pada tahun 2024 Mengutamakan Keamanan

Upaya untuk menciptakan komputer kuantum yang berguna mencapai tonggak penting pada akhir tahun 2024 dengan pengumuman Google tentang chip Willow-nya. Chip ini menjanjikan pengurangan kebisingan dan kesalahan yang lebih sedikit seiring bertambahnya jumlah qubit – sebuah langkah penting untuk maju menuju komputasi kuantum tingkat lanjut. Meskipun terdapat perdebatan mengenai kapan sistem ini akan benar-benar tersedia, para ahli masih menyarankan untuk membuat rencana dan bermigrasi ke teknologi pasca-kuantum.

Peralihan dari teknologi saat ini, yang menambahkan lebih banyak qubit akan menambah lebih banyak noise, ke masa depan di mana peningkatan jumlah qubit secara eksponensial akan mengurangi jumlah noise – sebuah pencapaian yang dikenal sebagai “skalabilitas ambang batas” – mengatasi hambatan besar bagi komputer kuantum. Membuat komputer kuantum 1.000 qubit membutuhkan kemajuan mendasar melampaui komputer kuantum skala menengah (NISQ) yang berisik saat ini untuk menciptakan qubit logis yang andal dan dapat digunakan dalam arsitektur yang mudah diskalakan.

Pengumuman Google menandai “lompatan maju yang signifikan,” kata Karl Holmqvist, pendiri dan CEO Lastwall, penyedia layanan identitas yang berfokus pada ketahanan kuantum.

“Perusahaan seharusnya mulai khawatir tentang komputer kuantum yang dapat digunakan sekarang,” kata Holmqvist. “Ini bukan karena belum ada bukti mengenai komputer kuantum yang relevan secara kriptografis. Ini karena ada kampanye aktif yang sedang dilakukan untuk menangkap data terenkripsi dan menyimpannya hingga ada sistem yang dapat memecahkan enkripsi asimetris kita.”

Terkait:Rahasia Bacaan Gelap: Quantum Telah Mendarat, Jadi Sekarang Bagaimana?

Ancaman yang ditimbulkan oleh komputer kuantum tampaknya semakin nyata setiap harinya. Sebagai tambahan Pengumuman chip Willow GoogleMicrosoft mengumumkan pada bulan November bahwa mereka telah mencapai a Pencapaian 24-qubit dengan Atom Computing menggunakan laser, sedangkan peneliti Jepang dari Riken Quantum Computer Research Center mengumumkan komputer kuantum optik “tujuan umum”..

Implikasinya di masa depan bisa sangat buruk. Hudson Institute, sebuah lembaga pemikir pasar bebas, memperingatkan bahwa komputer kuantum menimbulkan risiko siber yang sistemik terhadap sistem keuangan; mereka menerbitkan dua makalah yang menjelaskan risiko gangguan sistem keuangan AS Dan mata uang kripto.

Kurang dari Satu Dekade Lagi?

Komputasi kuantum adalah salah satu teknologi yang selalu diprediksi oleh banyak orang hanya satu dekade lagi. Saat ini, perkiraan rata-rata di antara para ahli adalah dalam waktu 15 tahun, komputer kuantum akan mampu memecahkan RSA-2048 dalam 24 jam, menurut “Laporan Garis Waktu Ancaman Quantum 2024.”

Meskipun banyak ahli melihat kemungkinan komputer kuantum berguna dalam waktu kurang dari satu dekade – berdasarkan pada tiga bidang utama: perkembangan perangkat keras, koreksi kesalahan, dan pengembangan algoritma – komputer kuantum yang berguna masih memiliki jalan panjang sebelum menjadi mungkin. Misalnya, meskipun pekerjaan Google pada Willow merupakan sebuah langkah besar menuju koreksi kesalahan – yang sebagian besar merupakan bidang teoretis sebelum dekade ini – lebih dapat dicapai dalam chip komputasi kuantum yang lebih besar, pencapaian langkah ini hanyalah pencapaian kedua dari enam langkah yang tercantum dalam jalur komputer kuantumnya. peta.

Terkait:Lompatan Kuantum: Komputasi Tingkat Lanjut Adalah Target Dunia Maya yang Rentan

Selain itu, mengukur risikonya sulit dilakukan, dengan istilah seperti “skalabilitas ambang batas” dan “superkomputer kuantum” yang memperkeruh keadaan, kata Rebecca Krauthamer, salah satu pendiri dan CEO QuSecure.

“Ada begitu banyak kosakata rumit mengenai kuantum, hal yang perlu diwaspadai orang adalah ketika mereka mulai melihat komputer kuantum mulai memecahkan masalah yang mereka kenali,” kata Krauthamer. “Jadi apakah itu peningkatan teknologi baterai, atau pengoptimalan rute untuk mobil self-driving, atau manajemen portofolio yang dioptimalkan, atau pemecahan enkripsi – itulah saatnya setiap orang harus bermigrasi ke teknologi pasca-kuantum, dan bukan hanya pasca-kuantum tetapi juga teknologi kripto-agile. manajemen kriptografi.”

Namun kurangnya manfaat yang signifikan bagi sektor swasta dapat menghambat pembangunan. Boston Consulting Group, misalnya, menunjukkan bahwa program komputasi kuantum mengalami kesulitan mengubah upaya menjadi nilai.

“Komputasi kuantum saat ini tidak memberikan keuntungan nyata dibandingkan komputasi klasik baik dalam aplikasi komersial maupun ilmiah,” BCG dinyatakan dalam analisis bulan Juli. “Meskipun para ahli sepakat bahwa ada masalah ilmiah dan komersial yang jelas dimana solusi kuantum suatu hari nanti akan jauh melampaui alternatif klasik, teknologi baru belum menunjukkan keunggulan ini dalam skala besar.”

Para Ahli Masih Mendesak Persiapan

Selain itu, negara-bangsa dapat menggunakan komputer kuantum untuk memecahkan enkripsi bisa terjadi lebih cepat, sehingga meningkatkan risiko bagi beberapa industri. Quantinuum, misalnya, mempercepat peta jalannya untuk komputasi kuantum yang sepenuhnya toleran terhadap kesalahan hingga tahun 2030 dan memperingatkan bahwa solusi aman kuantum kemungkinan akan diperlukan sebelum tahun 2035.

“Mengingat posisi kami saat ini, kebutuhan untuk menyelesaikan migrasi ke PQC [post-quantum computing] upaya untuk melindungi data sensitif secara efektif perlu diprioritaskan,” kata Duncan Jones, kepala keamanan siber untuk Quantinuum.

Quantinuum mengharapkan kemajuan tambahan dalam beberapa tahun ke depan. Hal ini mencakup peningkatan dalam koreksi kesalahan dan penskalaan qubit, penelitian berkelanjutan pada aplikasi seperti dekripsi kuantum, dan sebagai hasilnya, adopsi teknologi PQC yang lebih besar, seperti enkripsi pasca-kuantum, distribusi kunci kuantum, dan pembuatan bilangan acak kuantum (QRNG). , kata Jones dari perusahaan itu.

“Organisasi yang menerapkan strategi keamanan kuantum saat ini harus fokus pada migrasi PQC sambil memastikan fondasi kriptografi mereka sekuat mungkin melalui penggunaan QRNG,” katanya. “Pendekatan ini memberikan manfaat keamanan langsung sekaligus mempersiapkan teknologi aman kuantum di masa depan.”

Google mengakui bahwa meskipun terobosan koreksi kesalahannya signifikan, terdapat perbedaan antara teori dan praktik.

“Jalan kita masih panjang sebelum mencapai tujuan membangun komputer kuantum berskala besar yang toleran terhadap kesalahan,” dua anggota tim Google Quantum AI dinyatakan dalam posting blog. “Tantangan teknis yang kita hadapi sangatlah besar.”