CIA inwestuje w kwantowy komputer: czy powinieneś już się bać o swoje zaszyfrowane dyski?

Komputery kwantowe — urządzenia o własnościach wręcz magicznych, jeden z ulubionych (obok silników szybszych niż światło i twardej nanotechnologii) gadżetów pisarzy SF — są uważane za wielkie zagrożenie dla używanych dziś systemów kryptograficznych. Pozwalając na rozwiązywanie pewnej klasy problemów obliczeniowych znacznie szybciej, niż możliwe jest to na komputerach klasycznych, czyniłyby na przykład szyfrowanie korzystające z klucza publicznego łatwym do złamania. Na szczęście dla miłośników prywatności, niechętnych temu, by ktokolwiek niechciany zaglądał do ich danych, komputery kwantowe to wciąż bardziej science fiction, niż science. Ale czy aby na pewno?

Kanadyjska firma D-Wave nie ma dobrej renomy wśród fizyków. Jej opowieści o kwantowych komputacjach są cokolwiek dziwne, często wydają się bardziej marketingowym zagraniem, mającym na celu sprzedanie tajemniczych czarnych obiektów, niż czymś, co miałoby popchnąć ludzkość do przodu. A jednak od niemal pięciu lat nikt nie zdołał definitywnie podważyć twierdzeń D-Wave, mimo że nikt do końca nie wie, co właściwie dzieje się wewnątrz tworzonych przez nią procesorów (o ile cokolwiek się tam dzieje). Pierwsi widzowie, którym pokazano kwantowy komputer D-Wave Orion, mogli zobaczyć jak czarne monolity, z elektroniką schłodzoną do temperatury zaledwie czterech stopni powyżej zera absolutnego, rozwiązują sudoku i dopasowują do siebie biochemiczne molekuły.

Potem zaczęła się fala krytyki — na opowieściach Geordiego Rose, założyciela firmy, uczeni nie zostawili suchej nitki. Oskarżono go wręcz o oszustwo, odmawiając prawa do używania przymiotnika „kwantowy”. Np. profesor Scott Aaronson z MIT stwierdził, że pojawienie się realnych komputerów kwantowych wymaga przełomu w fizyce, podczas gdy do niczego takiego nie doszło, zaś demonstracja maszyny D-Wave nie mówi niczego o jej architekturze. Z kolei profesor Umesh Vazirani stwierdził, że cała sprawa jest nieporozumieniem, a moc obliczeniowa „komputera kwantowego” z D-Wave nie przekracza mocy telefonu komórkowego.

Wiosną zeszłego roku D-Wave zaprezentowało jednak maszynę D-Wave One, której procesor miał wykorzystywać proces kwantowego wyżarzania, do rozwiązywania pewnej klasy procesów obliczeniowych. Prezentacji towarzyszył artykuł w prestiżowym periodyku Nature, który według liczących się naukowców miał wykazać, że procesory kanadyjskiej firmy mają faktycznie kwantowe właściwości, o których mówił Geordie Rose. Za artykułem przyszedł pierwszy poważny klient — zbrojeniowy gigant Lockheed Martin zapłacił 10 mln dolarów za kwantowy komputer, którego celem miało być automatyczne wykrywanie błędów w oprogramowaniu myśliwca F-35. Stopniowo krytycy D-Wave zaczęli wycofywać się ze swoich deklaracji — Aaronson np. ogłosił na swoim blogu, że już nie jest „głównym sceptykiem D-Wave”.

W sierpniu tego roku świat obiegła z kolei wiadomość, że badacze z Harvardu wykorzystali maszynę D-Wave One do rozwiązania niektórych przypadków fałdowania się białek w tzw. modelu Miyazawa-Jernigana. Teraz zaś poinformowano, że zdobyła ona poważnych inwestorów, wśród których jest właściciel Amazonu Jeff Bezos, oraz… firma In-Q-Tel, będąca technicznym ramieniem CIA. Rzecznik In-Q-Tela stwierdził, że organizacje wywiadowcze mają wiele złożonych problemów, które niemożliwe są do rozwiązania na klasycznej architekturze. Wiele złożonych problemów? Myśleliśmy że jest to jeden problem — łamanie kryptosystemów.

Dla ludzi rozumiejących teorię komputerów kwantowych nic jeszcze wielkiego się nie stało. „128 kubitów”, którymi cechować się ma procesor D-Wave, nie ma wiele wspólnego z prawdziwymi, splątanymi kubitami, niezbędnymi w prawdziwych obliczeniach kwantowych. To po prostu 128 oddzielnych kubitów, oddzielnie odpytywanych, które nie mogą efektywnie zrealizować np. algorytmu Shora, co najwyżej sprawdzają się w kilku specjalistycznych zastosowaniach. Jednak tak wygląda sytuacja na dziś — a jak będzie wyglądała jutro? 30 milionów dolarów finansowania, jakie D-Wave pozyskało w tym tygodniu, może pozwolić firmie zrobić rzeczy, których jajogłowi wyjaśnić do dziś nie potrafią. Na pewno sami inżynierowie D-Wave się tym nie przejmują — Jeremy Hilton, wiceprezes firmy twierdzi, że system budowany jest empirycznie, my nie podążamy za teorią. Nawet jeśli więc nie uda się udowodnić, że w procesorach D-Wave dochodzi do kwantowych splątań, ich zastosowania mogą być bardzo zaskakujące.

Na razie więc możemy spać spokojnie, z głową na zaszyfrowanych dyskach. Na razie.