Hrozba: Čínský kvantový počítač prolomí všechna naše hesla

Výpočetní technika založená na polovodičích ukládá informace jako řadu jedniček a nul. Kvantové počítače naproti tomu používají výpočetní jednotku zvanou qubit. Tato jednotka může zároveň obsahovat hodnoty 1 a 0, protože využívá vlastnost kvantové fyziky nazývanou superpozice. Dva qubity tak mohou reprezentovat posloupnosti 1-0, 1-1, 0-1 a 0-0, všechny paralelně a ve stejný okamžik. To umožňuje obrovský nárůst výpočetního výkonu, který exponenciálně roste s každým dalším qubitem.

Pokud kvantová fyzika opustí experimentální fázi, najde mnoho využití a změní mnoho aspektů života. Díky své schopnosti rychle zpracovat obrovské množství dat, které by zahltilo všechny dnešní systémy, kvantové počítače umožní přesnější předpověď počasí, finanční analýzy, logistické plánování, vesmírný výzkum i vývoj léčiv. Někteří aktéři mohou pomocí kvantových počítačů ovšem také získat přístup k bankovním záznamům a soukromé komunikaci nebo prolomit hesla k dokumentům a počítačovým aplikacím. Dnešní kryptografie kóduje data ve velkých kombinacích čísel, které klasické digitální technologie nedokáží v rozumném čase prolomit. Kvantové počítače ale mohou zkoušet veškeré kombinace tak rychle, že prolomí šifrování hrubou silou (brute force) téměř okamžitě.

Žádné bezprostřední riziko nehrozí, protože kvantová výpočetní technika je stále v zárodečném stadiu, i když kde přesně se můžeme jen dohadovat. Vzhledem k obrovské potenciální síle této technologie patří projekty kvantových počítačů pravděpodobně k předmětům vládního výzkumu řady států. Tyto aktivity zpravidla podléhají utajení a existuje mnoho nepotvrzených tvrzení o dosažených milnících. Projekty v oblasti kvantové výpočetní techniky podle amerického časopisu Foreign Policy realizují Čína, Francie, Indie, Kanada, Rusko, Německo, Nizozemsko a Spojené království. V USA na nich pracují nadnárodní technologické korporace jako Google, IBM, Intel a Microsoft stejně jako řada start-upů, dodavatelů armádních technologií a univerzit.

Jak informoval Foreign Policy, některé základní aplikace, např. kvantové senzory schopné detekovat a měřit elektromagnetické signály, byly již věrohodně demonstrovány. Jeden z těchto senzorů přispěl k přesnému měření magnetického pole Země z Mezinárodní vesmírné stanice. V jiném experimentu nizozemští výzkumníci teleportovali kvantové informace přes základní kvantovou komunikační síť. Místo běžných optických vláken vědci použili tři malé kvantové procesory k okamžitému přenosu qubitů od odesílatele k příjemci. Tyto experimenty zatím neukázaly cestu k praktickému využití, ale mohou položit základy pro budoucí kvantový internet, kde bude možné bezpečně a rychle přenášet kvantová data přes síť kvantových počítačů. To bylo dosud možné pouze v oblasti science fiction.

Americký prezident Joe Biden považuje riziko prohry v závodě o kvantovou výpočetní techniku za bezprostřední a závažné. V květnu letošního roku vydal dvě prezidentská nařízení, která podřizují poradní výbor Národní kvantové iniciativy přímo Bílému domu a nařizují vládním úřadům zajistit Spojeným státům vedoucí postavení v oblasti kvantové výpočetní techniky. Zároveň jim bylo uloženo zmírnit potenciální bezpečnostní rizika, která kvantová výpočetní technika pro kryptografické systémy představuje.