I computer quantistici possono essere più una minaccia imminente dell'IA
Pubblicato: 2018-02-07Il calcolo quantistico potrebbe rappresentare un onere maggiore per le aziende rispetto al bug del computer Y2K verso la fine degli anni '90
Elon Musk, Stephen Hawking e altri hanno messo in guardia sull'intelligenza artificiale delle passerelle, ma potrebbe esserci una minaccia più imminente: l'informatica quantistica. Potrebbe rappresentare un onere maggiore per le aziende rispetto al bug del computer dell'anno 2000 verso la fine degli anni '90.
I computer quantistici sono usciti dalla fantascienza.
Prendi il "problema del commesso viaggiatore", in cui un venditore deve visitare un insieme specifico di città, ciascuna solo una volta, e tornare alla prima città percorrendo il percorso più efficiente possibile.
Con l'aumentare del numero delle città, il problema diventa esponenzialmente complesso. Ad esempio, un computer portatile impiegherebbe 1.000 anni per calcolare il percorso più efficiente tra 22 città. Un computer quantistico potrebbe farlo in pochi minuti, forse secondi.
Computer quantistici V/s computer classici
A differenza dei computer classici, in cui le informazioni sono rappresentate in 0 e 1, i computer quantistici si basano su particelle chiamate bit quantistici o qubit. Questi possono contenere un valore di 0 o 1 o entrambi i valori contemporaneamente, una sovrapposizione indicata come "0+1". Risolvono i problemi esponendo tutte le possibilità contemporaneamente e misurando i risultati. Equivale ad aprire un lucchetto a combinazione provando contemporaneamente tutti i numeri e le sequenze possibili.
Albert Einstein era così scettico sull'entanglement, uno degli altri principi della meccanica quantistica, che lo definì "azione spettrale a distanza" e disse che non era possibile. "Dio non gioca a dadi con l'universo", ha affermato. Ma, come scrisse in seguito Hawkings, Dio potrebbe avere "qualche asso nella manica".
Per quanto pazzi possa sembrare, IBM, Google, Microsoft e Intel affermano che si stanno avvicinando al far funzionare i computer quantistici. IBM offre già le prime versioni dell'informatica quantistica come servizio cloud a clienti selezionati.
Gara per costruire computer quantistici
C'è una corsa globale tra aziende tecnologiche, appaltatori della difesa, università e governi per costruire versioni avanzate che promettono di risolvere alcuni dei più grandi misteri dell'universo e consentire l'apertura di praticamente tutti i database protetti nel mondo.
I moderni sistemi di sicurezza sono protetti con un algoritmo di crittografia standard chiamato RSA (dal nome di Ron Rivest, Adi Shamir e Leonard Adleman, gli inventori). Funziona trovando fattori primi di numeri molto grandi, un enigma che deve essere risolto. È facile ridurre un numero piccolo come 15 ai suoi fattori primi (3 x 5), ma fattorizzare numeri con poche centinaia di cifre è estremamente difficile e potrebbe richiedere giorni o mesi utilizzando computer convenzionali.
Ma anche alcuni computer quantistici stanno lavorando su questi calcoli , secondo IEEE Spectrum. I computer quantistici potrebbero un giorno fornire in modo efficace una chiave scheletrica per comunicazioni riservate, conti bancari e database di password.
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Immagina lo svantaggio strategico che le nazioni troverebbero se i loro rivali fossero i primi a costruirle. Coloro che possiedono la tecnologia sarebbero in grado di aprire le serrature digitali di ogni nazione.
Non sappiamo quanti progressi abbiano fatto i governi, ma nel maggio 2016 IBM ha sorpreso il mondo con l'annuncio che stava rendendo disponibile un computer quantistico a 5 qubit su cui i ricercatori potevano eseguire algoritmi ed esperimenti. Prevedeva che nel prossimo decennio sarebbero stati possibili processori quantistici da 50 a 100 qubit.
La capacità di calcolo simultanea di un computer quantistico aumenta esponenzialmente con il numero di qubit a sua disposizione, quindi un computer da 50 qubit supererebbe la capacità dei migliori supercomputer del mondo, dandogli quella che i ricercatori chiamano "supremazia quantistica".
IBM ha offerto un'altra sorpresa 18 mesi dopo con l'annuncio che stava aggiornando il processore disponibile pubblicamente a 20 qubit ed era riuscita a costruire un prototipo operativo di un processore a 50 qubit, che gli avrebbe conferito la supremazia quantistica.
Se IBM lo fa funzionare in modo affidabile e raddoppia il numero di qubit anche ancora una volta, la velocità di elaborazione risultante aumenterà, dando all'azienda - e a qualsiasi altro giocatore con capacità simili - poteri incredibili.
Sì, molto bene verrà da questo, in migliori previsioni meteorologiche, analisi finanziarie, pianificazione logistica, ricerca di pianeti simili alla Terra e scoperta di farmaci. Ma potrebbe anche aprire un vaso di Pandora per la sicurezza.
Non conosco nessuna azienda o governo che sia preparato a questo; tutti dovrebbero costruire difese, però. Devono aggiornare tutti i sistemi informatici che utilizzano la crittografia RSA, proprio come li hanno aggiornati per il bug Y2K.
Il ricercatore sulla sicurezza Anish Mohammed afferma che ci sono progressi sostanziali nello sviluppo di algoritmi "quantum sicuri".
Un campo promettente è la moltiplicazione di matrici, che sfrutta le tecniche che consentono ai computer quantistici di essere in grado di analizzare così tante informazioni. Un altro sforzo riguarda lo sviluppo di schemi di firma basati su codice, che non si basano sulla fattorizzazione, come fanno i comuni sistemi di crittografia a chiave pubblica; invece, le firme basate sul codice si basano su problemi estremamente difficili nella teoria della codifica. Quindi le soluzioni tecniche sono a portata di mano.
Ma la grande sfida sarà la transizione dei sistemi odierni verso un mondo “post-quantistico”. Il bug dell'anno 2000 ha impiegato anni per rimediare e ha creato paura e scompiglio nel settore tecnologico. Per questo, però, sapevamo qual era la scadenza. Qui, non si può dire se ci vorranno cinque anni o 10, o se le aziende annunceranno un traguardo più avanzato tra soli 18 mesi.
Peggio ancora, il vincitore potrebbe semplicemente rimanere in silenzio e raccogliere tutte le informazioni disponibili.
[Questo post di Vivek Wadhwa è apparso per la prima volta sul sito ufficiale ed è stato riprodotto con il permesso.]