Computadores quânticos podem ser mais uma ameaça iminente do que a IA
Publicados: 2018-02-07A computação quântica pode representar um fardo maior para as empresas do que o bug do computador Y2K no final dos anos 90
Elon Musk, Stephen Hawking e outros têm alertado sobre a inteligência artificial da pista, mas pode haver uma ameaça mais iminente: a computação quântica. Poderia representar um fardo maior para as empresas do que o bug do computador Y2K no final dos anos 90.
Os computadores quânticos são diretamente da ficção científica.
Veja o “problema do caixeiro viajante”, em que um vendedor precisa visitar um conjunto específico de cidades, cada uma apenas uma vez, e retornar à primeira cidade pela rota mais eficiente possível.
À medida que o número de cidades aumenta, o problema torna-se exponencialmente complexo. Um laptop levaria 1.000 anos para calcular a rota mais eficiente entre 22 cidades, por exemplo. Um computador quântico poderia fazer isso em minutos, possivelmente segundos.
Computadores Quânticos V/s Computadores Clássicos
Ao contrário dos computadores clássicos, nos quais a informação é representada em 0's e 1's, os computadores quânticos dependem de partículas chamadas bits quânticos, ou qubits. Estes podem conter um valor de 0 ou 1 ou ambos os valores ao mesmo tempo – uma superposição denotada como “0+1”. Eles resolvem problemas apresentando todas as possibilidades simultaneamente e medindo os resultados. É equivalente a abrir uma fechadura de combinação tentando todos os números e sequências possíveis simultaneamente.
Albert Einstein era tão cético em relação ao emaranhamento, um dos outros princípios da mecânica quântica, que o chamou de “ação assustadora à distância” e disse que não era possível. “Deus não joga dados com o universo”, argumentou. Mas, como Hawkings escreveu mais tarde, Deus pode ter “alguns truques na manga”.
Por mais louco que pareça, IBM, Google, Microsoft e Intel dizem que estão chegando perto de fazer os computadores quânticos funcionarem. A IBM já está oferecendo versões iniciais da computação quântica como um serviço de nuvem para clientes selecionados.
Corrida para construir computadores quânticos
Há uma corrida global entre empresas de tecnologia, empresas de defesa, universidades e governos para construir versões avançadas que prometem resolver alguns dos maiores mistérios do universo – e permitir a abertura de praticamente todos os bancos de dados seguros do mundo.
Os sistemas de segurança modernos são protegidos com um algoritmo de criptografia padrão chamado RSA (em homenagem a Ron Rivest, Adi Shamir e Leonard Adleman, os inventores). Ele funciona encontrando fatores primos de números muito grandes, um quebra-cabeça que precisa ser resolvido. É fácil reduzir um número pequeno como 15 a seus fatores primos (3 x 5), mas fatorar números com algumas centenas de dígitos é extremamente difícil e pode levar dias ou meses usando computadores convencionais.
Mas alguns computadores quânticos também estão trabalhando nesses cálculos , de acordo com o IEEE Spectrum. Os computadores quânticos poderão um dia fornecer efetivamente uma chave-mestra para comunicações confidenciais, contas bancárias e bancos de dados de senhas.
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Imagine a desvantagem estratégica que as nações encontrariam se seus rivais fossem os primeiros a construí-las. Aqueles que possuem a tecnologia seriam capazes de abrir as fechaduras digitais de todas as nações.
Não sabemos quanto progresso os governos fizeram, mas em maio de 2016, a IBM surpreendeu o mundo com o anúncio de que estava disponibilizando um computador quântico de 5 qubits no qual os pesquisadores poderiam executar algoritmos e experimentos. Ele previu que processadores quânticos de 50 a 100 qubits seriam possíveis na próxima década.
A capacidade de computação simultânea de um computador quântico aumenta exponencialmente com o número de qubits disponíveis, então um computador de 50 qubits excederia a capacidade dos principais supercomputadores do mundo, dando-lhe o que os pesquisadores chamam de “supremacia quântica”.
A IBM entregou outra surpresa 18 meses depois com o anúncio de que estava atualizando o processador disponível publicamente para 20 qubits – e conseguiu construir um protótipo operacional de um processador de 50 qubits, o que lhe daria supremacia quântica.
Se a IBM conseguir que este funcione de forma confiável e dobrar o número de qubits ainda mais uma vez, a velocidade de computação resultante aumentará, dando à empresa – e a quaisquer outros players com capacidade semelhante – poderes incríveis.
Sim, muito de bom virá disso, em melhor previsão do tempo, análise financeira, planejamento logístico, busca por planetas semelhantes à Terra e descoberta de drogas. Mas também poderia abrir uma caixa de Pandora para segurança.
Não conheço nenhuma empresa ou governo que esteja preparado para isso; todos devem construir defesas, no entanto. Eles precisam atualizar todos os sistemas de computador que usam criptografia RSA – assim como eles os atualizaram para o bug Y2K.
O pesquisador de segurança Anish Mohammed diz que há um progresso substancial no desenvolvimento de algoritmos que são “quânticos seguros”.
Um campo promissor é a multiplicação de matrizes, que aproveita as técnicas que permitem aos computadores quânticos analisar tanta informação. Outro esforço envolve o desenvolvimento de esquemas de assinatura baseados em código, que não dependem de fatoração, como fazem os sistemas comuns de criptografia de chave pública; em vez disso, as assinaturas baseadas em código dependem de problemas extremamente difíceis na teoria da codificação. Assim, as soluções técnicas estão à mão.
Mas o grande desafio será fazer a transição dos sistemas atuais para um mundo “pós-quântico”. O bug Y2K levou anos para ser remediado e criou medo e estragos no setor de tecnologia. Para isso, porém, sabíamos qual era o prazo. Aqui, não há como dizer se levará cinco anos ou 10, ou se as empresas anunciarão um marco mais avançado daqui a apenas 18 meses.
Pior ainda, o vencedor pode ficar em silêncio e colher todas as informações disponíveis.
[Esta postagem de Vivek Wadhwa apareceu pela primeira vez no site oficial e foi reproduzida com permissão.]