Wyścig kwantowy. Mirek Sopek w rozmowie z Radio TOK FM

Rozmowa skupiła się na jednym z najbardziej fascynujących tematów przyszłości, leżącym na styku technologii, bezpieczeństwa i gospodarki. Innymi słowy, na komputerach kwantowych.

Jeśli zastanawiasz się, jaki wpływ ta rewolucyjna technologia może mieć na świat kryptowalut, bezpieczeństwo cyfrowe, a nawet globalny wyścig technologiczny, ten wywiad jest lekturą obowiązkową.

Dr Sopek rozpoczął od zaskakującej obserwacji: w pewnym sensie wszystkie urządzenia, których dziś używamy... komputery, smartfony... są już „kwantowe”. Rzecz w tym, że obecnie sprowadzamy zjawiska kwantowe do prostej metafory zero-jedynkowej, czyli bitu, stanu 0 lub 1. To nasza „czerń i biel”.

To zupełnie inny poziom myślenia. Podstawową jednostką jest tam kwantowy bit, czyli kubit, który wykorzystuje zjawisko superpozycji.

Dzięki tej zdolności do istnienia jednocześnie w nieskończonej liczbie stanów pośrednich, komputery kwantowe umożliwiają powstanie zupełnie nowych klas algorytmów. To nie jest po prostu szybsza maszyna. To zmiana paradygmatu myślenia o IT.

Jednym z pierwszych algorytmów stworzonych z myślą o komputerach kwantowych był algorytm zaprojektowany do faktoryzacji dużych liczb. A to, niestety, podstawa współczesnej kryptografii... i całej naszej komunikacji cyfrowej.

Mogą stanowić poważne zagrożenie. Ale dlaczego?

·     Kryptowaluty opierają się na kryptografii asymetrycznej, czyli na kluczach publicznych i tajnych kluczach prywatnych.

·     Nowe algorytmy oznaczają, że teoretycznie komputery kwantowe mogłyby „wyodrębnić” klucze prywatne z adresów publicznych, a tym samym przejąć zasoby, które te klucze miały chronić.

NOTA BENE; nie chodzi tylko o Bitcoina! Jak podkreśla dr Sopek, zagrożenie obejmuje całą naszą infrastrukturę cyfrową, która wykorzystuje tego rodzaju zabezpieczenia — od komunikacji z bankami, przez podpisy elektroniczne, takie jak w aplikacji mObywatel, po najściślej strzeżone tajemnice. Problem bezpieczeństwa ma charakter globalny.

Komputer kwantowy nie żyje wyłącznie łamaniem kodów! Jego potencjał jest ogromny i pozytywny.

·     Projektowanie leków: symulacja molekularna na poziomie kwantowym może zrewolucjonizować przemysł farmaceutyczny, drastycznie skracając czas i obniżając koszty odkrywania nowych leków.

·     Zaawansowana optymalizacja: rozwiązywanie problemów o niewyobrażalnej złożoności, takich jak zarządzanie flotą autonomicznych pojazdów w dużym mieście czy optymalizacja procesów logistycznych.

·     Nowe materiały: szybsze odkrywanie i modelowanie materiałów o niespotykanych dotąd właściwościach.

Warto jednak pamiętać, że nie każdy algorytm nadaje się do optymalizacji kwantowej. Komputery kwantowe będą wykładniczo szybsze jedynie w przypadku konkretnych, niezwykle złożonych problemów.

Rozwój technologii kwantowej to kluczowy element trwającego obecnie globalnego wyścigu. Można go porównać do prac nad Enigmą czy bombą atomową w XX wieku.

·     Geopolityka i tajemnice: służby wywiadowcze mocarstw już teraz gromadzą zaszyfrowane dane, licząc na to, że w przyszłości komputery kwantowe pozwolą je złamać.

·     Chiny kontra USA: Chiny inwestują ogromne środki publiczne, budując rozległe sieci chronione za pomocą kwantowej dystrybucji klucza (QKD). USA i Europa stawiają na sektor prywatny i rozwój start-upów. Nikt nie wie na pewno, kto ostatecznie wygra ten wyścig, bo część postępów objęta jest ścisłą tajemnicą!

Mimo że codzienne operacje cyfrowe i algorytmy komunikacyjne stają w obliczu coraz bardziej złożonych zagrożeń, w tym potencjalnego ryzyka ze strony przyszłych komputerów kwantowych, skuteczne technologie obronne już istnieją.

W odpowiedzi na te wyzwania trwają intensywne prace rozwojowe w dwóch kluczowych kierunkach.

1.  Kwantowa dystrybucja klucza (QKD): technologia ta wykorzystuje fizykę kwantową do generowania i dystrybucji kluczy szyfrujących w sposób całkowicie bezpieczny, opierając się na tych samych zjawiskach, które komputery kwantowe mogłyby wykorzystać do przełamania konwencjonalnych systemów.

2.  Kryptografia postkwantowa (PQC): oparta na nowej, odmiennej matematyce, PQC oferuje zestaw znacznie mocniejszych algorytmów zdolnych chronić nasze systemy IT przed atakami komputerów kwantowych.

W istocie to właśnie te innowacyjne rozwiązania stanowią naszą najlepszą „ochronę” przed przyszłymi zagrożeniami cyfrowymi. Prace badawczo-rozwojowe w tej dziedzinie, prowadzone m.in. przez polskie start-upy i ekspertów, gwarantują, że transformacja cyfrowa może posuwać się naprzód nie tylko innowacyjnie, ale przede wszystkim bezpiecznie.

Co jest najważniejsze, jeśli chcemy zbudować i podtrzymać tę rewolucję? Potencjał ludzki!

Fundamentem jest kształcenie wybitnych informatyków, zdolnych zarówno do zmiany paradygmatu myślenia, jak i budowania zdrowego ekosystemu wspierającego start-upy oraz zaawansowane badania. Komputery kwantowe są już wśród nas – choćby na Politechnice Wrocławskiej, żeby podać tylko jeden przykład. Największym wyzwaniem pozostaje jednak stworzenie algorytmów, które pozwolą w pełni wykorzystać ich moc.

To prawdziwa intelektualna podróż przez najistotniejsze wyzwania technologiczne nadchodzących dekad, poprowadzona przez naszego założyciela w jego charakterystycznym, przystępnym i pełnym wiedzy stylu. A jeśli po wysłuchaniu wciąż będziesz szukać inspiracji – skontaktuj się z naszymi ekspertami!

Posłuchaj pełnego wywiadu tutaj: W czym ludzkości pomogą algorytmy kwantowe?