Kuantum Bilgisayarlar Çevrimiçi Gizliliği Yıkmak Üzere mi?

Öne Çıkan İçerikler

Kuantum bilgisayarlar çevrimiçi gizliliği bozmak üzere mi?

Araştırmacılar, yeni bir algoritmanın muhtemelen mevcut şifreleme anahtarlarını kıracak kadar verimli olmadığını, ancak bunun rehavete kapılmak için bir neden olmadığını söylüyor.

Araştırmacılar, yeni bir algoritmanın muhtemelen mevcut şifreleme anahtarlarını kıracak kadar verimli olmadığını, ancak bunun rehavete kapılmak için bir neden olmadığını söylüyor.

Çin’de bir grup araştırmacı, ilkel bir kuantum bilgisayarı kullanarak en yaygın kullanılan dijital gizlilik türlerini teorik olarak kırabilecek bir teknik ortaya koydu.

Araştırmacılar, tekniğin küçük ölçekli bir gösterimde işe yaradığını, ancak diğer uzmanların prosedürün sıradan bilgisayarları bu görevde yenecek şekilde ölçeklendirilebileceğinden şüphe duyduklarını bildirdi. Yine de, geçen ayın sonlarında arXiv deposunda yayınlanan makalenin, çevrimiçi gizliliğin savunmasızlığına dair bir hatırlatma olduğu konusunda uyarıyorlar.

Kuantum bilgisayarların mevcut şifreleme sistemleri için potansiyel bir tehdit olduğu biliniyor, ancak teknoloji henüz emekleme aşamasında ve araştırmacılar genellikle kriptografik anahtarları kırmada sıradan bilgisayarlardan daha hızlı olmalarının uzun yıllar alacağını tahmin ediyor.

Araştırmacılar 1990’larda kuantum bilgisayarların ‘klasik’ bilgisayarların erişemeyeceği gibi görünen görevleri yerine getirmek için fiziğin özelliklerinden yararlanabileceğini fark ettiler. Şu anda Cambridge’deki Massachusetts Institute of Technology’de matematikçi olan Peter Shor, 1994 yılında kuantum süperpozisyon ve girişim olgularının tam sayıların asal sayılara (kalansız bölünemeyen tam sayılar) çarpanlarına ayrılmasına nasıl uygulanacağını gösterdi.

Shor’un algoritması bir kuantum bilgisayarı, büyük asal sayılara dayanan ve mucitlerinin baş harflerinden dolayı RSA olarak adlandırılan bir şifreleme sistemini ve şu anda çevrimiçi gizliliği ve güvenliği koruyan diğer bazı popüler kriptografi tekniklerini kırmada klasik bir bilgisayardan katlanarak daha hızlı hale getirecektir. Ancak Shor’un tekniğini uygulamak için mevcut prototiplerden çok daha büyük bir kuantum bilgisayarı gerekiyor. Bir kuantum bilgisayarının boyutu kuantum bitleri ya da kübitlerle ölçülür; araştırmacılar RSA’yı kırmak için bir milyon ya da daha fazla kübit gerekebileceğini söylüyor. Bugün mevcut olan en büyük kuantum makinesi – IBM tarafından Kasım ayında duyurulan Osprey çipi – 433 kübite sahip.

Pekin Kuantum Bilgi Bilimleri Akademisi’nden Shijie Wei ve çalışma arkadaşları, RSA’yı yenmek için Schor’un değil Schnorr’un algoritmasına dayanan farklı bir yol izlediler – 1990’larda Almanya’nın Frankfurt kentindeki Goethe Üniversitesi’nde matematikçi Claus Schnorr tarafından tasarlanan tam sayıları çarpanlara ayırma işlemi. Schnorr’un algoritması klasik bir bilgisayarda çalışmak üzere tasarlanmıştı, ancak Wei’nin ekibi kuantum yaklaşık optimizasyon algoritması veya QAOA adı verilen bir prosedür kullanarak sürecin bir kısmını kuantum bilgisayarda uyguladı.

Henüz hakem değerlendirmesinden geçmemiş olan makalede, sadece 372 kübit kullanarak güçlü RSA anahtarlarını (600’den fazla ondalık basamağa sahip sayılar) kırabileceğini iddia ediyorlar. Çin’deki Tsinghua Üniversitesi’nde fizikçi olan Guilu Long, tüm yazarlar adına Nature’a gönderdiği e-postada, çok sayıda kübite sahip olmanın yeterli olmadığı ve mevcut kuantum makinelerinin bu kadar büyük bir hesaplamayı başarılı bir şekilde yapmak için hala çok hataya açık olduğu konusunda uyardı. “Hata oranını azaltmadan sadece kübit sayısını artırmak işe yaramıyor.”

Ekip, tekniği 10 kübitlik bir kuantum bilgisayarda daha kolay yönetilebilir, 15 basamaklı 261,980,999,226,229 sayısını çarpanlarına ayırmak için gösterdi. (15,538,213 x 16,860,433 olarak iki asal sayıya bölünüyor.) Araştırmacılar bunun, modern web tarayıcıları tarafından kullanılan şifreleme anahtarlarından çok daha küçük olmasına rağmen, bir kuantum bilgisayar yardımıyla çarpanlarına ayrılan en büyük sayı olduğunu söylüyorlar.

Sorun şu ki, QAOA’nın büyük sayıları çarpanlara ayırmayı Schnorr’un klasik algoritmasını bir dizüstü bilgisayarda çalıştırmaktan daha hızlı hale getirip getirmediğini kimse bilmiyor. Yazarlar, “Algoritmanın kuantum hızlanmasının belirsiz olduğu belirtilmelidir” diye yazıyor. Başka bir deyişle, Shor’un algoritmasının yeterince büyük bir kuantum bilgisayar mevcut olduğunda (ve olursa) şifrelemeyi verimli bir şekilde kırması garanti edilirken, optimizasyona dayalı teknik çok daha küçük bir makinede çalışabilir, ancak görevi asla tamamlayamayabilir.

Kanada’daki Waterloo Üniversitesi’nde matematikçi olan Michele Mosca, QAOA rotasının az sayıda kübit kullanarak tam sayıları çarpanlarına ayırabilen bilinen ilk kuantum algoritması olmadığına da dikkat çekiyor. Kendisi ve çalışma arkadaşları 2017 yılında da bir algoritma tanımlamıştı. Yani araştırmacılar, kuantum bilgisayarların sayıları çarpanlarına ayırmak için çok büyük olmasını gerektiren temel bir şey olmadığını zaten biliyorlardı.

Diğer araştırmacılar, son makalenin doğru olmasına rağmen, hıza ilişkin uyarının sadece makalenin en sonunda yer almasından şikayetçi. Austin’deki Teksas Üniversitesi’nden kuantum hesaplama teorisyeni Scott Aaronson, “Sonuç olarak bu, 25 yıldır gördüğüm en yanıltıcı kuantum hesaplama makalelerinden biri” şeklinde bir blog yazdı.

Long e-postada, kendisinin ve çalışma arkadaşlarının makaleyi değiştirmeyi ve uyarıyı daha yukarıya taşımayı planladıklarını söylüyor. Açıklamada, “Akran değerlendirmesini ve dünyanın dört bir yanındaki bilim insanlarıyla iletişimi memnuniyetle karşılıyoruz” denildi.

Schnorr tabanlı teknik interneti kırmasa bile, kuantum bilgisayarlar Schor’un algoritmasını çalıştırarak bunu eninde sonunda yapabilir. Güvenlik araştırmacıları kuantum sonrası ya da kuantum güvenli olarak adlandırılan ve kuantum saldırılarına daha az maruz kalacağı düşünülen bir dizi alternatif kriptografik sistem geliştirmekle meşguller. Ancak araştırmacılar gelecekte bu sistemleri yenen daha iyi kuantum algoritmaları da keşfedebilir ve bu da felaketle sonuçlanabilir.

Mosca, “Dijital altyapılara duyulan güven çökecektir” diyor. “Teknoloji yaşam döngüsü yönetimi yoluyla kuantum güvenli geçişi yönetmekten aniden kriz yönetimine geçeriz” diye ekliyor. “Ne şekilde keserseniz kesin hiç hoş olmayacak.”

Kaynak: https://www.nature.com/articles/d41586-023-00017-0

Bu yazı Astrafizik.com tarafından Türkçeye aktarılmıştır. Orijinal metne mümkün olduğunca sadık kalmak koşuluyla dilimize çevirilmis olsa da editoryal tarafından katkılarda bulunulmuştur. Bu sebeple Astrafizik.com içerik izinlerine tabidir. Astrafizik.com referans gösterilmek koşuluyla 3. tarafların kullanımına izin verilmiştir.


Astrafizik sitesinden daha fazla şey keşfedin

Subscribe to get the latest posts sent to your email.

Daha Fazla

Yorumlar

Bir Cevap Yazın

Popüler İçerik