KVANTNA RAČUNALA – NOVA PERSPEKTIVA RAČUNALNE SIGURNOSTI

J.P. McEvoy, Oscar Sergio Zárate

Boris Kožnjak

Jaka Vodeb

Boris Kožnjak

Ivan Štedul, Anamarija Kirin, S. Lulić

Sigurnost informacijsko komunikacijskih tehnologija, posebice racunalnih sustava, uvijek je važno pitanje. U zastiti podataka danas se najcesce koriste klasicni kriptografski sustavi. Razvojem kvantne teorije 80-ih godina proslog stoljeca javlja se ideja da bi kvantna teorija mogla dati modele racunala koji bi bili znatno jaci od klasicnih. Iako kvantna racunala jos uvije nisu prakticno konstruirana, njihov razvoj utjecao je na razvoj kvantne kriptografije. Razlika između klasicne i kvantne kriptografije je u nacinu obrade podataka. U ovom radu biti ce opisane prednosti i nedostaci kvantne kriptografije i mogucnosti zastite racunalnih sustava u trenutku pojave novih kvantnih racunala.

Ivica Friščić, Zoran Rukelj, Petar Žugec +2 more

Sigurno ste se već susreli s pojmom kvantno računalo, tj.s novim tipom računala koje bi u odnosu na klasično računalo trebalo biti superiorno u obavljanju specifičnih zadataka kao što su dešifriranje kriptiranih podataka, simulacija kvantnih procesa u fizici čvrstoga stanja i kemiji, u strojnom učenju, itd.Sam koncept kvantnog računala počeo se razvijati tijekom 80-tih godina te su do danas uspješno formulirani različiti algoritmi koji se temelje na principima kvantne mehanike.Medutim, razvoj uredaja na kojima bi se ti algoritimi trebali izvršavati ne teče baš tako glatko.Za razliku od klasičnih računala koja podatke spremaju u bitove s dobro definiranim stanjima 0 i 1, kvantna računala koriste qubitove koji mogu biti i u stanju izmedu 0 i 1. Pokazalo se da je tehnički vrlo zahtjevno napraviti veliki broj qubitova i držati ih u stanjima superpozicije tijekom izvodenja algoritma.Kvantni procesor radi na vrlo niskim temperaturama, a stanja superpozicije vrlo lako mogu uništiti različiti tipovi šumova kao što su termičke vibracije, elektromagnetske smetnje, kozmičke zrake i slično.U praksi veliki broj qubitova mora biti rezerviran za ispravljanje grešaka uzrokovanih šumom, pa ih malo ostaje za same izračune, tako da jedan od sugovornika u članku iz časopisa Nature iz 2023.godine pesimistično kaže da kvantna računala trenutno nisu korisna ni za što [1].Naravno, uz odgovarajuće inovacije i tehnički napredak kvantna računala bi mogla odjednom postati vrlo korisna.Nemojte zaboraviti da kvantne algoritme već imamo.U ovom članku nećemo se baviti tehničkim detaljima rada takvog uredaja, nego ćemo se koncentrirati na principe kvante mehanike i kako iz njih slijedi ideja za kvantno računanje.Započet ćemo s osnovama linarne algebre, povezati sve s qubitovima i superpozicijom stanja te u drugom dijelu pogledati kvantna vrata koja u specijalnim slučajevima imaju analogone u klasičnim logičkim vratima i spomenuti neka koja nemaju.Pritom ćemo u nekim dijelovima slijediti udžbenik Introduction to Quantum Computing autora H. Y. Wong-a [2].