Κβαντικοί υπολογιστές: θα φέρουν επανάσταση στα οικονομικά και την ασφάλεια στον κυβερνοχώρο;

Κβαντικοί υπολογιστές: θα φέρουν επανάσταση στα οικονομικά και την ασφάλεια στον κυβερνοχώρο;

Οι κβαντικοί υπολογιστές βρίσκονται στα πρόθυρα μιας πιθανής ανακάλυψης που έχει τη δυνατότητα να αλλάξει θεμελιωδώς πολλές βιομηχανίες. Μεγαλόφωνος Χρηματοοικονομικό περιοδικό πληροφορικής, οι βιομηχανικές εταιρείες εντοπίζουν συγκεκριμένα υπολογιστικά προβλήματα που οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να λύσουν σε λίγα λεπτά, ενώ οι σύγχρονοι υπερυπολογιστές θα χρειαστούν χιλιάδες χρόνια. Οι τομείς εφαρμογής κυμαίνονται από την έρευνα υλικών και την ιατρική μέχρι την εφοδιαστική και τον κόσμο των οικονομικών. Οι πρώτες εφαρμογές αναμένεται να είναι έτοιμες για αγορά σε περίπου δύο με τρία χρόνια.

Το μυστικό των κβαντικών υπολογιστών βρίσκεται στα κβαντομηχανικά τους φαινόμενα όπως η υπέρθεση, η εμπλοκή και η παρεμβολή. Τα Qubits, τα μικρά δομικά στοιχεία των κβαντικών υπολογιστών, υπάρχουν σε καταστάσεις υπέρθεσης, που σημαίνει ότι μπορούν να λάβουν πολλαπλές τιμές ταυτόχρονα. Αυτή η ικανότητα επιτρέπει στα συστήματα με 56 qubits να αντιμετωπίζουν πάνω από 70 τετράδισεκατομμύρια καταστάσεις. Τα συστήματα είναι επί του παρόντος σε θέση να υπολογίζουν με περίπου 100 qubits, αν και η διάρκεια ζωής των κβαντικών καταστάσεων είναι περιορισμένη.

Τομείς εφαρμογής και προκλήσεις

Ειδικά στον κλάδο των χρηματοοικονομικών υπηρεσιών, ιδρύματα όπως η JPMorgan, η Goldman Sachs και η IBM οδηγούν την ανάπτυξη πρακτικών εφαρμογών. Αυτές περιλαμβάνουν, μεταξύ άλλων, προσομοιώσεις Monte Carlo για βελτιστοποίηση χαρτοφυλακίου ή ανίχνευση απάτης σε πραγματικό χρόνο με κβαντικά νευρωνικά δίκτυα. Ωστόσο, ο κβαντικός υπολογιστής ενέχει επίσης σημαντικούς κινδύνους για την ασφάλεια των δεδομένων. Ειδικότερα, οι κρυπτογραφήσεις RSA και ECC που χρησιμοποιούνται στις σύγχρονες κρυπτογραφικές μεθόδους κινδυνεύουν. Ένα παράδειγμα επεξηγεί αυτήν την απειλή: μια κύρια παραγοντοποίηση ενός κρυπτογράφησης RSA 2.048-bit θα χρειαζόταν 100.000 χρόνια με τους συμβατικούς υπολογιστές, αλλά λιγότερο από δύο λεπτά με έναν κβαντικό υπολογιστή στα 80 σταθερά qubits, όπως φαίνεται στο EY αναφέρεται.

Πιθανές λύσεις για την ασφάλεια έναντι αυτών των απειλών θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν πιστοποιημένους τυχαίους αριθμούς για κβαντικά ασφαλή κλειδιά, μετακβαντική κρυπτογραφία και ανταλλαγή κβαντικών κλειδιών (QKD). Χώρες όπως η Κίνα και η Κορέα έχουν ήδη δημιουργήσει δίκτυα QKD, ενώ η Γερμανία έχει πλέον προλάβει τον κβαντικό αγώνα. Η eleQtron σχεδιάζει να αναπτύξει τον πρώτο κβαντικό υπολογιστή επίδειξης στη Γερμανία το 2024.

Τεχνολογία και μελλοντικές προοπτικές

Η επιλογή τεχνολογίας για κβαντικούς υπολογιστές παραμένει συναρπαστική. Διαφορετικές προσεγγίσεις, όπως υπεραγώγιμα qubits, ουδέτερα άτομα ή qubit ιόντων είναι υπό συζήτηση. Για παράδειγμα, το eleQtron βασίζεται σε παγίδες ιόντων με έλεγχο υψηλής συχνότητας qubit, που ονομάζεται «Τεχνολογία MAGIC». Κορυφαίοι κατασκευαστές υλικού σχεδιάζουν να αναπτύξουν συστήματα με 1.000 qubits διορθωμένα με σφάλματα έως το 2028 έως το 2032, ενώ οι ειδικοί προβλέπουν ακόμη και την κατασκευή κβαντικών συστημάτων με 1 εκατομμύριο qubits μέχρι το τέλος της δεκαετίας.

Η αυξανόμενη υπολογιστική ισχύς των κβαντικών υπολογιστών αυξάνει επίσης τον κίνδυνο επιθέσεων χάκερ. Ωστόσο, δεδομένου ότι οι κβαντικοί υπολογιστές δεν είναι προσβάσιμοι σε ιδιώτες ή μικρές ομάδες χάκερ λόγω του υψηλού κόστους και των φυσικών απαιτήσεών τους, μεγάλες εταιρείες τεχνολογίας όπως η IBM, η Google και η Microsoft προσφέρουν υπηρεσίες cloud, οι οποίες, ωστόσο, αποτελούν επίσης πιθανό στόχο για εγκληματίες του κυβερνοχώρου. Ένας εκθετικά αυξανόμενος κίνδυνος που θέτει σε κίνδυνο ιδιαίτερα ευαίσθητα δεδομένα από κυβερνήσεις, δημόσιους φορείς και μεγαλύτερους ερευνητικούς κύκλους.

Πλήρης διακοπή από τον κβαντικό υπολογισμό αναμένεται γύρω στο 2030, με την προληπτική συνεργασία μεταξύ χρηματοπιστωτικών ιδρυμάτων και παρόχων να επιταχύνει ενδεχομένως τη μετάβαση στην κβαντική εποχή. Η ανάπτυξη των κβαντικών υπολογιστών, που καθοδηγείται από πανεπιστήμια και εταιρείες τεχνολογίας, αντιπροσωπεύει όχι μόνο μια τεχνολογική επανάσταση, αλλά και μια πρόκληση για την ασφάλεια στην ψηφιακή εποχή.