Kvanttitietokoneet: mullistavatko ne rahoituksen ja kyberturvallisuuden?

Kvanttitietokoneet: mullistavatko ne rahoituksen ja kyberturvallisuuden?

Kvanttitietokoneet ovat mahdollisen läpimurron partaalla, joka voi muuttaa perusteellisesti monia toimialoja. äänekäs IT-rahoituslehti, teollisuusyritykset tunnistavat erityisiä laskentaongelmia, jotka kvanttitietokoneet voivat ratkaista minuuteissa, kun taas nykyaikaiset supertietokoneet vievät tuhansia vuosia. Sovellusalueet vaihtelevat materiaalitutkimuksesta ja lääketieteestä logistiikkaan ja rahoitusmaailmaan. Ensimmäisten sovellusten odotetaan valmistuvan markkinoille noin kahden tai kolmen vuoden kuluttua.

Kvanttitietokoneiden salaisuus piilee niiden kvanttimekaanisissa ilmiöissä, kuten superpositiossa, takertumisessa ja häiriöissä. Qubitit, kvanttitietokoneiden pienet rakennuspalikat, ovat superpositiotiloissa, mikä tarkoittaa, että ne voivat ottaa useita arvoja samanaikaisesti. Tämän ominaisuuden ansiosta järjestelmät, joissa on 56 kubittia, voivat käsitellä yli 70 kvadriljoonaa tilaa. Järjestelmät pystyvät tällä hetkellä laskemaan noin 100 kubitillä, vaikka kvanttitilojen elinikä on rajallinen.

Sovellusalueet ja haasteet

Erityisesti finanssipalvelualalla toimielimet, kuten JPMorgan, Goldman Sachs ja IBM, ohjaavat käytännön sovellusten kehitystä. Näitä ovat muun muassa Monte Carlo -simulaatiot portfolion optimointiin tai reaaliaikaisten petosten havaitsemiseen kvanttihermoverkkojen avulla. Kvanttilaskenta aiheuttaa kuitenkin myös merkittäviä riskejä tietoturvallisuudelle. Erityisesti nykyaikaisissa salausmenetelmissä käytetyt RSA- ja ECC-salaukset ovat vaarassa. Esimerkki havainnollistaa tätä uhkaa: 2 048-bittisen RSA-salauksen prime factorisointi kestäisi 100 000 vuotta perinteisillä tietokoneilla, mutta alle kaksi minuuttia kvanttitietokoneella 80 vakaalla kubitilla, kuten kuvassa näkyy. EY raportoidaan.

Mahdollisia ratkaisuja näiden uhkien suojaamiseksi voisivat olla kvanttiturvallisten avainten sertifioidut satunnaisluvut, post-quantum-salaus ja kvanttiavainten vaihto (QKD). Kiinan ja Korean kaltaiset maat ovat jo perustaneet QKD-verkkoja, kun taas Saksa on nyt saavuttanut kvanttikilpailun. eleQtron suunnittelee kehittävänsä ensimmäisen kvanttitietokonedemonstraattorin Saksaan vuonna 2024.

Tekniikka ja tulevaisuuden näkymät

Kvanttitietokoneiden teknologiavalikoima on edelleen jännittävää; Keskustelun kohteena ovat erilaiset lähestymistavat, kuten suprajohtavat kubitit, neutraalit atomit tai ionikubitit. Esimerkiksi eleQtron luottaa ioniloukkuihin, joissa on korkeataajuusohjattu qubit-ohjaus, jota kutsutaan "MAGIC-teknologiaksi". Johtavat laitevalmistajat suunnittelevat kehittävänsä järjestelmiä, joissa on 1 000 virhekorjattua kubittia vuoteen 2028–2032 mennessä, kun taas asiantuntijat ennustavat jopa miljoonan kubitin kvanttijärjestelmien rakentamista vuosikymmenen loppuun mennessä.

Kvanttitietokoneiden kasvava laskentateho lisää myös hakkerihyökkäysten riskiä. Koska kvanttitietokoneet eivät kuitenkaan ole yksityishenkilöiden tai pienten hakkeriryhmien ulottuvilla niiden korkeiden kustannusten ja fyysisten vaatimusten vuoksi, suuret teknologiayritykset, kuten IBM, Google ja Microsoft, tarjoavat pilvipalveluita, jotka ovat kuitenkin myös mahdollinen kohde kyberrikollisille. Eksponentiaalisesti kasvava riski, joka vaarantaa erityisen arkaluontoisen tiedon hallituksilta, julkisilta instituutioilta ja pidemmältä tutkimusjaksolta.

Täysi häiriö kvanttilaskentaan odotetaan vuoden 2030 tienoilla, kun rahoituslaitosten ja palveluntarjoajien välinen ennakoiva yhteistyö saattaa nopeuttaa siirtymistä kvanttiikään. Yliopistojen ja teknologiayritysten vetämä kvanttitietokoneiden kehitys ei ole vain teknologinen vallankumous, vaan myös haaste digitaaliajan turvallisuudelle.