چقدر دیگر تا نابودی رمزنگاری توسط کامپیوتر کوانتومی زمان داریم؟

صحبت ها درباره کامپیوتر های کوانتومی نگرانی هایی را متوجه الگوریتم های رمزنگاری مانند RSA و ECC کرده که پایه و اساس امنیت در اینترنت هستند. اگر چه در حال حاضر چنین چیزی اتفاق نمیافتد ولی این که چقدر دیگر تا نابودی رمزنگاری وقت باقی است، حالا تبدیل به مهم ترین سوال می باشد.

در حال حاضر شاید پاسخ به این سوال برای افرادی که نگران بیت کوین هایشان هستند بیشتر پیش بیاید تا افرادی که با ساخت سیستم های مبتنی بر رمزنگاری سر و کار دارند چرا که بسیاری بر این باور هستن که افت قیمت 1500 دلاری بیت کوین در چند روز اخیر به دلیل ظهور چنین ایده ای بوده است.

پاسخ کوتاه به این سوال این است که هیچ کس نمی داند؛ نه این که تلاشی برای فهمیدن آن صورت نگرفته باشد. سازمان استاندارد ملی آمریکا (ANSI) یک گروه اختصاصی را برای رسیدن به یک عدد و پاسخ به این سوال تشکیل داده است. بهترین حدسی که این موسسه تا به حال بزند این است که هنوز یک دهه، شاید کمتر شاید بیشتر، تا نابودی رمزنگاری بدست کامپیوتر های کوانتومی وقت باقیست.

خوب اگر به دنبال این هستید که راهی پیدا کنید تا رمزنگاری مورد استفاده در هر چیزی از ایمیل گرفته تا سیستم های بانکی را تغییر دهید، شاید این دقیقا همان چیزی که می خواستید بشنوید، نباشد.

چرا نمی توانیم یک زمان دقیق تر برای این موضوع مشخص کنیم؟ چون عواملی که بر روی تکامل کامپیوتر های کوانتومی تاثیر می گذارند به شدت پیچیئه هستند و اندازه گیری آن سخت است.

ارقام همه داستان را نمی گویند

در کامپیوتر های کوانتومی که از الگوریتم شور استفاده می شود، نیاز به چند هزار کیوبیت برای شکستن RSA یا ECC است. اما این به این معنا نیستن که اولین کامپیوتر کوانتومی که به چنین رقمی برسد می تواند رمزنگاری را نابود کند. همه کیوبیت ها به طور یکسان ساخته نمی شوند. آن ها به ناچار با محیطی که در آن کار می کنند تعامل دارند و وضعیتشان تغییر می کند و یعنی خطاهایی به وجود می آید و برخی از فناوری های کیوبیت نسبت به سایر فناوری ها سریع تر هستند.

کیوبیت یا بیت کوانتومی واحد اطلاعاتی در کامپیوتر های کوانتومی است.

اولین نسل از کامپیوتر های کوانتومی که امکان پشتیبانی از هزاران کیوبیت را داشته باشد، نمی تواند به اندازه ای پایدار کار کند تا بتواند مشکلی برای رمزنگاری ایجاد کند.

بنابراین با چه سرعتی قرار است کیفیت کیوبیت ها ارتقا پیدا کند؟ پاسخ به این سوال سخت است.

در حالی که محققان خیلی سریع درباره میزان کیوبیتی که هر بار تکامل در سیستم های جدید می تواند پشتیبانی کند را اعلام می کنند، کمتر درباره نرخ خطا اطلاعات می دهند.

تصحیح خطا نیز مهم است

در همین حین محققان باید بر روی استراتژی های تصحیح خطا نیز کار کند تا مشکل ناپایداری کیوبیت ها حل شود.

درست مثل تصحیح خطا سنتی، که چند کیوبیت فیزیکی در یک کیوبیت “منطقی” ممکن است ترکیب شود.

اما هزینه کد های تصحیح خطا کوانتومی بسیار بیشتر است و به همین دلیل هم هست که محققان هنوز یک کیوبیت منطقی هم نساخته اند.

حتی اگر فرض را بر این بگیریم که از پس این مشکل بر آمده ایم، تعداد کیوبیت هایی که برای تصحیح خطا نیاز است همچنان وابسته به کیفیت کیوبیت های مورد نظر دارد.

سوالات فنی هنوز بی پاسخ اند

سوال باز دیگر درباره کامپیوتر های کوانتومی این است که ما هنوز نمی دانیم که بهترین راه برای ساخت کیوبیت ها چیست.

قانون مورد در این مورد صدق نمی کند

قانون مور بیان می کند که هر دو سال تعداد ترانزیستور های روی یک تراشه با مساحت ثابت دوبرابر می شود.

ولی نمی توان با استفاده از این قانون پیش بینی درباره زمان دستیابی به کیوبیت های لازم برای نابودی مفهوم رمزنگاری رسید.

همانطور که تا به حال سعی گفتنش را داشتیم، کار برای رسیدن به یک نوع پردازشی که می تواند برای رمزنگاری پایان دهنده باشد نیاز به تعداد کیوبیت کافی و کیوبیت های با کیفیت دارد و بنابراین یک نمودار یک بعدی برای این موضوع کافی نیست.

چیپ کامپیوتر های فعلی یک چرخه استاندارد دارد؛ هر چه چیپ ها سریع تر باشند، اپلیکیشن های جدیدتری می آیند، درآمد بیشتر می شود و سرمایه گذاری هم روی چیپ های جدید سریع تر انجام می گیرد. اما آیا درباره کامپیوتر های کوانتومی هم اوضاع به همین صورت خواهد بود؟ هنوز نمی دانیم که آیا کامپیوتر های کوانتومی قرار است فقط در زمینه حل یک سری الگوریتم های خاص به ما کمک کنند یا کاربرد های بیشتری دارند؟

اما نباید غافل شد

کامپیوتر های کوانتومی با قابلیت در هم شکستن رمزنگاری چه 5، 10 چه یا 15 سال دیگر پدید آیند، خیلی مهم نیست. مهم این است که باید برای آن آمده باشیم. پیش از این هم RSA 1024 به RSA 2048 یا از SHA-1 به SHA-256 ارتقا داده شد که این انتقال ها می تواند دهه ها طول بکشد.