Угроза квантовых вычислений Национальные государства и отдельные субъекты перехватывают и хранят зашифрованные данные, полагая, что в течение следующих 10-20 лет у них будет доступ к квантовому компьютеру, который может взломать шифрование за считанные минуты, известному как Store Now, Decrypt Later или SNDL. Конгресс США принял закон, обязывающий все ведомства перейти на новые методы криптографии, которые не могут быть взломаны квантовыми компьютерами.

Криптография с открытым ключом Криптография с открытым ключом использует простые числа для шифрования и дешифрования сообщений, что облегчает декодирование предполагаемому получателю, но делает невозможным для всех остальных, если только они не могут учесть это большое общедоступное число. Разложение на множители произведения двух простых чисел такого размера даже с помощью суперкомпьютера заняло бы около 16 миллионов лет, но не на квантовом компьютере. Квантовые компьютеры состоят из кубитов, которые могут существовать одновременно в суперпозиции состояний, что позволяет одновременно вычислять несколько ответов.

Факторинг с помощью квантовых компьютеров Чтобы найти простые множители p и q числа N, можно сделать неверное предположение, выяснить, сколько раз r вам нужно умножить на само g, чтобы получить на единицу больше, чем кратно N, использовать этот показатель для вычисления двух новых чисел, которые, вероятно, имеют общие множители с N, и наконец, используйте алгоритм Евклида, чтобы найти общие коэффициенты между этими числами и N, что должно дать вам p и q. Ключевой процесс, который ускоряет квантовый компьютер, - это нахождение показателя, который вы повышаете до G2, равного на единицу больше, чем кратно N.

Угроза квантовых компьютеров шифрованию Квантовые компьютеры представляют угрозу для шифрования, поскольку они могут разложить большие числа на множители намного быстрее, чем классические компьютеры, что является основой многих методов шифрования. Однако разрабатываются новые алгоритмы шифрования, основанные на решеточной математике, чтобы противостоять атакам как обычных, так и квантовых компьютеров.

Использование квантовых компьютеров для вычисления больших чисел Чтобы разложить большие числа на множители с помощью квантового компьютера, создается суперпозиция всех возможных чисел, которая переплетается с остатком, полученным путем деления предположения, возведенного в степень чисел, на учитываемое число. Измеряя остаток и находя интервал между одним и тем же остатком, можно определить период, который можно использовать для нахождения коэффициентов учитываемого числа.

Роль Brilliant в изучении квантовых алгоритмов и криптографии Brilliant предлагает курсы по квантовым алгоритмам и анализу данных, которые могут помочь отдельным лицам ознакомиться с основами квантовых вычислений и криптографии. Курсы являются интерактивными и предоставляют практический опыт работы с симуляциями и примерами из реального мира.