Кінець криптовалют, загроза кібербезпеці чи прогрес у дослідженнях? Чого чекати від нового мегапотужного квантового чипа Willow від Google: пояснюють кіберфахівець, розробники та економіст

Квантовий чип Willow, представлений Google, справді є вагомим кроком у розвитку квантових технологій. Він демонструє зменшення помилок під час обчислень навіть зі збільшенням кількості кубітів, що є важливою передумовою для створення повноцінних комерційних квантових комп’ютерів. Однак чип викликає як великі очікування, так і певні побоювання.

Потенційні небезпеки квантового чипа

Хоча квантовий чип Willow є значним досягненням у сфері обчислювальних технологій, його використання несе низку потенційних загроз, які слід враховувати. 

1. Загроза сучасним криптографічним системам. Дійсно, квантові комп’ютери потенційно загрожують чинним криптографічним стандартам, зокрема алгоритмам RSA, ECC та іншим, які базуються на складності факторизації великих чисел або дискретного логарифма. Завдяки алгоритму Шора квантовий комп’ютер з достатньою кількістю стабільних кубітів може розв’язувати такі задачі надзвичайно швидко, що теоретично ставить під загрозу безпеку банківських транзакцій. Якщо зламати зашифровані бази даних банків або транзакційні системи, це може призвести до значних фінансових втрат та колапсу довіри до цифрових фінансів.
2. Злом блокчейн-технологій Блокчейн-системи, на яких базуються криптовалюти та смартконтракти, також вразливі до квантових атак. Алгоритми квантового комп’ютера можуть розкрити приватні ключі криптовалютних гаманців, що дає можливість привласнити кошти. Вразливість алгоритмів цифрового підпису у блокчейні ставить під загрозу всю екосистему криптовалют.
3. Порушення конфіденційності даних. Квантові комп’ютери створюють загрозу конфіденційності урядових, медичних чи корпоративних баз даних. Навіть якщо дані були збережені давно, є загроза, що їх зможуть розшифрувати «заднім числом», якщо вони захищені алгоритмами, які вразливі до квантових атак.
4. Розширення можливостей кіберзлочинності. Зловмисники зможуть використати квантові комп’ютери для атак на захищені комунікації, створення потужніших шкідливих програм та обходу систем безпеки. Це може ускладнити боротьбу з кіберзлочинністю, зокрема в таких сферах, як фінанси, державні служби та оборона.
5. Геополітична нестабільність. Технологія квантових обчислень має стратегічне значення. Володіння нею може суттєво змінити баланс сил між країнами, які мають доступ до квантових технологій, і тими, які їх не мають. Країна, яка першою досягне переваги у квантових обчисленнях, зможе розшифрувати закриті комунікації інших країн і отримати стратегічну перевагу.

Проте поточний етап розвитку квантових комп’ютерів ще далекий від практичного використання для подібних цілей. Зараз Willow може виконувати обчислення, які займали б трильйони років у класичних комп’ютерів, лише для вузькоспеціалізованих задач (наприклад, оптимізація чи моделювання в хімії та фізиці), але не для широкого зламу шифрів. Крім того, квантова криптографія активно розвивається як відповідь на ці виклики, пропонуючи алгоритми, стійкі до квантових атак (наприклад, постквантову криптографію).

Перспективи та переваги

Квантовий чип має значний потенціал для вирішення складних завдань у багатьох сферах завдяки своїй здатності виконувати обчислення, недоступні для традиційних комп’ютерів. Ось ключові напрямки, у яких він може бути корисним:

1. Розробка нових матеріалів Квантові комп’ютери здатні моделювати поведінку атомів і молекул на квантовому рівні. Це дозволить створювати нові матеріали з унікальними властивостями або оптимізувати наявні матеріали для специфічних потреб.
2. Моделювання хімічних реакцій Чип може допомогти у розв’язанні задач, пов’язаних із хімією, таких як розробка нових ліків та покращення виробничих процесів у фармацевтичній і хімічній промисловості.
3. Оптимізація логістики.

Інженери в команді Railsware зустріли новину від Google радше зі скепсисом, вважаючи це більше гайпом, аніж проривом, який найближчим часом змінить індустрію. Зокрема, послалися на думку низки західних оглядачів, які нагадують, що це не перша квантова інновація від Google. Б

ільше того, звертають увагу на той факт, що компанія стверджує: Willow за пʼять хвилин провів обчислення, які забрали б у одного з найпотужніших суперкомпʼютерів сьогодення 10 у 25 степені років. Водночас, це означає, що на верифікацію результатів з поточними можливостями також було б потрібно 10 у 25 степені років. А як зазначив сам Google, це значно більше за час існування Всесвіту. 

Утім, навіть якщо спробувати екстраполювати ці обчислювальні потужності на сьогоднішню ситуація в tech-сфері, все одно необхідно дочекатися, коли Willow зможе видавати стабільні та передбачувані результати. «У такому випадку доведеться перероблювати, зокрема, всі системи шифрування, адже з Willow зможе значно швидше зламати його чистим брутфорсом», — припускає Артур Хебда, Full Stack Engineer в Railsware. А його колеги жартома додають: «А ще ми зробимо перетворення даних у нашому Coupler.io ще швидшим, якщо це взагалі можливо»

Передбачити, як світ може змінитися, дуже важко, адже людство будує гіпотези на основі нашого попереднього досвіду через сталу парадигму сприйняття світу. Натомість зміни відбуваються на якомусь новому рівні і, наприклад, уявлений нами сучасний автомобіль, що літає, в майбутньому швидше за все буде чимось зовсім іншим і невідомим нам. Але в будь-якому разі люди вміють адаптуватися до змін — і минулі опасіння щодо ШІ це ще раз доводять.

Квантові ж розрахунки, що стають вже доступними, але поки що майже неможливі, можуть лягти в основу багатьох відкриттів у сфері медицини, економіки, фізики. З іншого боку, під ризиком можуть опинитися сфери шифрування даних та кібербезпеки — хоча скоріше за все це буде поштовхом для винаходу нових способів захисту інформації. Не варто
забувати і про неминуче використання цієї технології у військовому комплексі та на державних рівнях для кращого контролю процесів і даних.
Інструмент сам по собі нейтральний.

Як спеціаліст з теоретичної ядерної фізики можу сказати, що це як з атомною енергетикою: атом в одних руках перетворюється на джерело
потужної енергії, а в інших — на жахливу зброю. Питання користі і шкоди — більш філософське і дуже суб'єктивне. Головне — це залишатися людьми в новому світі і підтримувати один одного, особливо тих, хто поруч.

Цей чіп може виконувати обчислення за п’ять хвилин, що зайняло б у сучасного суперкомп’ютера 10 септилліонів (!). Це відповідає числу з 25 нулями, що набагато більше передбачуваного числа зірок у Чумацькому Шляху.

То чого нам чекати?

Позитивні можливості

1. Прорив у наукових дослідженнях. Квантові обчислення можуть прискорити моделювання складних систем у фізиці, хімії та біології, що призведе до нових відкриттів.
2. Розвиток медицини. Швидкі обчислення дозволять ефективніше розробляти ліки та аналізувати геномні дані. Більше того, це точні діагнози, попередження майбутніх хвороб та ефективні кастомізовані програми лікування.
3. Енергетика. Квантові обчислення можуть допомогти у розробці більш ефективних та стійких джерел енергії, таких як ядерний синтез.
4. Оптимізація логістики та фінансів. Квантові алгоритми можуть значно покращити планування маршрутів та управління ризиками.
5. Прогрес у галузі штучного інтелекту. Квантові комп’ютери можуть прискорити навчання складних нейронних мереж (які і зараз розвиваються не щодня, а щогодини).

Але (є й негативні наслідки

1. Забудьте про кібербезпеку. Квантові комп’ютери можуть зламати всі сучасні системи шифрування, що вимагатиме розробки нових методів захисту даних.
2. Збільшення технологічного розриву між США та іншими країнами (у тому числі з Україною)Доступ до квантових обчислень може бути обмежений розвиненими країнами та великими корпораціями.
3. Потужні обчислення можуть використовуватися для створення більш досконалих систем спостереження та контролю.
4. Деякі галузі можуть зіткнутися зі швидкими змінами через нові можливості квантових обчислень.
5. Військове застосування квантових технологій може призвести до нового витку міжнародної напруги.
6. І найцікавіше — кінець криптовалют, і в першу чергу біткоїну! Виходячи з необхідної цифри в 13 млн. кубітів, розшифрувати алгоритм SHA-256 першої криптовалюти теоретично можливо за добу за допомогою 124 000 Willow. При річному терміні знадобляться лише 340 чіпів від Google.

Коли ці погрози стануть реальністю?

На сьогодні понад 30 урядів взяли на себе зобов’язання щодо державного фінансування квантових технологій на суму понад $40 млрд, які будуть розгорнуті протягом наступних 10 років.

У січні 2024 року компанія QuEra Computing анонсувала стратегічну дорожню карту для серії квантових комп’ютерів з корекцією помилок, яка розпочнеться у 2024 році та завершиться системою зі 100 логічними кубитами з корекцією помилок у 2026 році. 

До колапсу залишилося чекати недовго. Всього трохи більше року.  через рік, якщо не буде колапсу в 2026 році, то у 2027 Китай буде готовий до вторгнення на Тайвань і Світ порине у треттю Світов. Тепер і ви живете із цим!

Google представила квантовий чип з неймовірною швидкістю обчислень: за 5 хв виконає завдання, на яке суперкомп’ютеру знадобилося б десять септильйонів років

По темi

Google представила квантовий чип з неймовірною швидкістю обчислень: за 5 хв виконає завдання, на яке суперкомп’ютеру знадобилося б десять септильйонів років

Читайте головні IT-новини країни в нашому Telegram

По темi

Читайте головні IT-новини країни в нашому Telegram

Підключай Megogo зі знижками за акційними тарифами.

від 99 гривень на місяць