Еще с 1980-х известно, что квантовые компьютеры (КК) смогут легко перемножать большие числа, а это основа криптографии с открытым ключом. В последние годы благодаря появлению новых материалов и успехам физики низких температур произошел прорыв в области КК. Ожидается, что через пять лет появятся мощные коммерческие КК. Пока же, например, в качестве коммерческой системы действует IBM Q, на которой свои приложения через облачный интерфейс запускают более 80 тыс. разработчиков.

Недавно в Сан-Франциско состоялась дискуссия о роли КК в бизнесе с участием главы IBM Research Арвинда Кришны, профессора физики Стэнфордского университета Кэтрин Молер и управляющего директора банка JPMorgan Боба Столта, сообщает портал ZDNet.

Благодаря прогрессу КК лет через пять с небольшим конфиденциальные данные невозможно будет защитить даже с помощью самых мощных на сегодняшний день средств безопасности, заявил Кришна. «Каждый, кто хочет, чтобы его данные были защищены в течение десяти лет и более, должен переходить сейчас к альтернативным видам шифрования», — считает он.

По мнению Молер, люди чувствуют себя в безопасности, если они сделали все, что положено, для защиты данных. Однако КК изменят ситуацию. «Я думаю, что это ужасно», — сказала она.

По словам Кришны, устойчивым к атакам КК считается шифрование типа «решетчатое поле» (lattice field). «Хорошая новость в том, что оно столь же эффективно, как и применяемые сейчас типы шифрования, и стоить оно будет не больше», — сказал он.

Не все категории приложений получат выигрыш от переноса на КК. Больше всего подходят для этого те, которые могут быть разделены на параллельные процессы, что потребует новых приемов программирования. «Мы пока не знаем, какие приложения будут лучше всего работать на квантовых компьютерах, — сказал Кришна. — Необходимо множество новых алгоритмов».

Помимо решения сложных вычислительных проблем КК могут сэкономить огромное количество энергии, потребляемой растущим числом серверных ферм, обслуживающих такие приложения, как биткоин и другие криптовалюты. Любой расчет потребует лишь нескольких ватт энергии, тогда как при использовании обычных компьютеров для него необходимо несколько серверных ферм.

Молер считает, что для развития КК требуются новые прорывы, такие как новые материалы с особыми свойствами при температурах, близких к абсолютному нулю. В КК кубиты должны удерживаться в определенном положении, но колебания температуры могут создавать большой шум и приводить к ошибкам. Дополнительные кубиты резко увеличивают вычислительную мощь системы, однако при этом требуются новые кубиты для коррекции ошибок. Оптимальное число кубитов для каждого типа задач неизвестно.

И хотя достигнут значительный прогресс в технологии разработки ПО для КК, необходимо создавать новые алгоритмы исправления ошибок.

Кришна уверен, что в течение пяти лет КК получат широкое коммерческое применение. Но он призывает не ждать, а приступать к экспериментам прямо сейчас.