Google kompaniyasining tadqiqoti shuni ko‘rsatdiki, bugungi kunda onlayn xavfsizlikning standarti hisoblangan 2048 bitli RSA shifrlashni buzish uchun 1 milliondan kam kubitga ega kvant kompyuteri kerak bo‘lar ekan. Ilgari buning uchun 20 million kubit zarur deb hisoblanardi. Bunday qurilmalar hozircha mavjud bo‘lmasa-da, yirik kompaniyalar allaqachon rejalar tuzmoqda: IBM 2033 yilgacha 100 ming kubitli kompyuter yaratishni, Quantinuum esa 2029 yilgacha nosozliklarga chidamli universal kvant kompyuterini ishlab chiqarishni rejalashtirmoqda. Ushbu ish postkvant kriptografiyasi davriga tayyorgarlik ko‘rishning naqadar muhimligini taʼkidlaydi.
Million kubitli kvant kompyuteri hali ham orzu bo‘lib qolmoqda, ammo bu texnologiyaning rivojlanishi shunchalik tez suratda ketmoqdaki, kvant hujumlaridan himoyalanishni keyinga qoldirmasdan, hozirdanoq boshlash lozim. Ushbu tadqiqot kelajakda bunday hujum qanday ko‘rinishda bo‘lishi mumkinligini ko‘rsatadi va kiberxavfsizlik bo‘yicha mutaxassislarni kuchli kvant kompyuterlari paydo bo‘lishiga tayyorgarlik ko‘rishga undaydi.
1994 yilda Piter Shor kvant kompyuterlarining katta sonlarni juda tez ko‘paytuvchilarga ajrata olish imkoniyatini ko‘rsatganidan so‘ng (bu ko‘plab turdagi shifrlashni buzish uchun zarur), olimlar bu maqsadga erishish uchun qanday quvvatli kvant kompyuteri kerakligini tushunishga harakat qildilar.
So‘nggi tadqiqot yangi algoritmik yutuqlarga, jumladan, zarur mantiqiy kubitlar sonini sezilarli darajada kamaytirishga imkon beradigan taqribiy modulli darajaga ko‘tarishdan foydalanishga asoslangan. Bundan tashqari, tadqiqotda xatolarni tuzatish imkoniyatiga ega bo‘lgan kubitlarni saqlashning zichroq modeli qo‘llanilgan. “Bog‘langan sirt kodlari” (yoked surface codes) va “sehrli holatlarni o‘stirish” (magic state cultivation) kabi usullar orqali jismoniy resurslarga bo‘lgan ehtiyojni kamaytirish mumkin bo‘ldi.
Tadqiqot shuni ko‘rsatdiki, nazariy jihatdan kvant mashinasi besh kun davomida uzluksiz ishlashi, g‘oyat past darajadagi xatolarni saqlab qolishi va milliardlab mantiqiy operatsiyalarni uzilishlarsiz muvofiqlashtirishi kerak ekan. Maqolada tasvirlangan uskunalar hozircha mavjud texnologiyalardan ancha ilgarilab ketgan. Hozircha zamonaviy kvant kompyuterlari yuzlab yoki minglab kubitlar bilan ishlaydi. Million kubitlarga hali bor. Masalan, IBM kompaniyasining “Condor” kvant kompyuteri 1121 kubitga, Google kompaniyasining “Sycamore” kvant kompyuteri esa atigi 53 kubitga ega.
Kvant texnologiyalarini ishlab chiquvchilar yaqin kelajak uchun ulkan maqsadlarni belgilab qo‘yishgan. Masalan, IBM 2033 yilga kelib Tokio va Chikago universitetlari bilan hamkorlikda 100 ming kubitli kvant kompyuterini yaratishni rejalashtirmoqda. Quantinuum kompaniyasi esa 2029 yilga kelib “Apollo” loyihasi doirasida to‘liq nosozliklarga chidamli universal kvant kompyuterini ishlab chiqarishni mo‘ljallamoqda.
Ushbu tadqiqot kriptografiyaning muhim qoidasini eslatadi: texnologiyalar rivojlanishi bilan birga ularni buzish usullari ham takomillashib boradi. RSA algoritmlari va boshqa shunga o‘xshash kriptografik tizimlar bank operatsiyalaridan tortib raqamli imzolargacha bo‘lgan dunyodagi aksariyat himoyalangan aloqalarning asosini tashkil etadi. Maqola mualliflarining fikricha, zudlik bilan post-kvant kriptografiyasiga (post-quantum cryptography, PQC) – kvant kompyuterlari hujumlariga chidamli yangi standartlarga o‘tish kerak. O‘tgan yili AQSH Standartlar va texnologiyalar milliy instituti PQC algoritmlarini eʼlon qildi va 2030 yildan keyin zaif tizimlardan bosqichma-bosqich voz kechishni tavsiya etdi.