رایانه‌های کوانتومی قفل‌شکن در راهند
خبرگزاری علم و فناوری آنا؛ محققان مؤسسه فناوری ماساچوست (ام آی تی) به پیشرفت قابل توجهی در حوزه محاسبات کوانتومی دست یافته‌اند، پیشرفتی که پتانسیل آن را دارد که اثربخشی مدار‌های فاکتورگیری کوانتومی را به میزان زیادی افزایش دهد. این مدار‌ها برای شکستن روش‌های رمزنگاری مختلف بسیار مهم هستند.
الگوریتم نوآورانه‌ای که این دانشمندان معرفی کرده‌اند ترکیبی از عناصر برگرفته از رویکرد‌های قبلی است که به طور موثر از الگوریتم سریع‌تری استفاده می‌کند و در دانشگاه نیویورک توسعه داده شده است. مزیت این الگوریتم جدید، استفاده از بیت‌های کوانتومی کمتر است که معمولاً به کیوبیت شناخته می‌شوند.
این تحقیق به ویژه با توجه به تهدید مستندی که رایانه‌های کوانتومی برای روش‌های رمزگذاری موجود، مانند رمزگذاری RSA ایجاد می‌کنند، مرتبط است. RSA بر دشواری ریاضی فاکتورگیری اعداد بزرگ برای ایمن سازی اطلاعات متکی است. معرفی الگوریتم Shor در سال ۱۹۹۴ یک لحظه مهم بود، زیرا بر پتانسیل کامپیوترهای کوانتومی برای شکستن این روش‌های رمزگذاری تاکید کرد. با این حال، فناوری لازم برای اجرای موثر الگوریتم Shor در مقیاس بزرگ هنوز در مرحله توسعه است. در حال حاضر، پیشرفته‌ترین رایانه‌های کوانتومی به حدود ۱۱۰۰ کیوبیت محدود شده‌اند که به طور قابل‌توجهی کمتر از ۲۰ میلیون کیوبیت برآوردشده برای اجرای مؤثر الگوریتم Shor و شکستن رمزگذاری RSA به روشی عملی است.
این تحقیق مهم است، زیرا به خطر بالقوه‌ای می‌پردازد که رایانه‌های کوانتومی برای روش‌های رمزگذاری فعلی ایجاد می‌کنند، مانند روشی که برای ایمن‌سازی اطلاعات حساس آنلاین استفاده می‌شود. روش کار این رمزگذاری با استفاده از اعداد بسیار بزرگ است که شکستن آنها برای رایانه‌های معمولی دشوار است. اما یک الگوریتم کامپیوتر کوانتومی به نام الگوریتم شور (Shor) که در سال ۱۹۹۴ معرفی شد، نشان داد که کامپیوترهای کوانتومی به طور بالقوه می‌توانند این روش‌های رمزگذاری را بشکنند. با این حال، فناوری برای تحقق این امر در مقیاس بزرگ هنوز در حال پیشرفت است. در حال حاضر، پیشرفته‌ترین کامپیوترهای کوانتومی با توانایی انجام این کار فاصله زیادی دارند، بنابراین ما در حال حاضر هنوز در مکانی امن هستیم.
{$sepehr_key_1487}
یکی از نوآوری‌های کلیدی در رویکرد تحقیقاتی تیم ام آی تی شامل روش جدیدی برای محاسبه توان است که از اعداد فیبوناچی استفاده می‌کند. این تکنیک امکان انجام عملیات برگشت‌پذیر را فراهم می‌کند که به حفظ حافظه کوانتومی کمک می‌کند، که یک منبع حیاتی در محاسبات کوانتومی است. علاوه بر این، این تیم تکنیک‌های مختلفی را با هدف مدیریت و کاهش خطا‌هایی که می‌توانند در طول عملیات کوانتومی رخ دهند، پیاده‌سازی کرده‌اند، در نتیجه الگوریتم را برای استقرار در سناریو‌های عملی و دنیای واقعی که نرخ خطا می‌تواند یک نگرانی قابل‌توجه باشد، مناسب‌تر می‌کند.
در حالی که این پیشرفت یک گام امیدوارکننده و رو به جلو در تلاش برای فاکتورگیری کوانتومی عملی است، سؤالات مهمی در مورد توانایی الگوریتم برای شکستن مؤثر رمزگذاری آر اس اِی (RSA) وجود دارد، به‌ویژه هنگامی که با اعداد صحیح کوچک‌تر از ۲۰۴۸ بیت سروکار داریم. بنابراین، تلاش‌های تحقیقاتی آینده به سمت افزایش کارایی الگوریتم و آزمایش دقیق قابلیت آن در مدار‌های کوانتومی واقعی برای تعیین کاربرد آن در دنیای واقعی هدایت خواهد شد. یافته‌های این تحقیق پیشگامانه در کنفرانس بین‌المللی رمزنگاری ۲۰۲۴ ارائه خواهد شد.
انتهای پیام/