Проблема шифрования Разные страны и отдельные лица перехватывают и хранят зашифрованные сообщения, пароли, данные банковских карт и номера социального страхования, но квантовые компьютеры могут быть способны расшифровать эти данные за считанные минуты, что делает шифрование уязвимым. В результате современная криптография использует простые числа для защиты конфиденциальной информации, а алгоритмы с асимметричным ключом шифруют сообщения одним ключом и расшифровывают их другим.

Мощь квантовых вычислений Квантовые компьютеры могут выполнять несколько вычислений одновременно, и с большим количеством кубитов они могут представлять больше состояний. Однако измерение суперпозиции состояний приводит только к одному случайному значению, что затрудняет чтение ответа. Чтобы использовать возможности квантовых вычислений, необходимо преобразовать суперпозицию состояний в единый ответ, содержащий только необходимую информацию.

Разложение больших чисел на множители с помощью квантовых вычислений Квантовые вычисления могут разложить большие числа на множители быстрее, чем классические вычисления, что позволяет найти простые множители числа и взломать шифрование. Чтобы найти простые множители большого числа, квантовые компьютеры используют преобразование Фурье для измерения частоты периодической суперпозиции состояний. Найдя наибольший общий делитель двух чисел, можно найти простые множители большого числа и взломать шифрование.

Введение в квантовые вычисления Квантовые компьютеры могут ускорить процесс определения степени, до которой необходимо увеличить число, чтобы получить определенный продукт. Остальная часть этого процесса является циклической, и длину цикла можно определить, возведя базовое число в разные степени.

Использование квантовых компьютеров для нахождения простых множителей Чтобы найти простые множители произведения двух простых чисел, можно использовать квантовый компьютер для создания суперпозиции всех возможных значений. Измеряя состояние кубитов, можно найти общие факторы и взломать шифрование.

Защита данных с помощью квантовых вычислений Квантовые вычисления представляют угрозу традиционным методам шифрования, но разрабатываются новые алгоритмы для защиты данных от квантовых атак. Один из таких алгоритмов включает в себя поиск ближайшей точки на решетке, что сложно для классических компьютеров, но может быть эффективно выполнено с помощью квантовых компьютеров.