Verso la decrittazione dell'inviolabile: il progresso dell'informatica quantistica

RomeI computer quantistici potrebbero potenzialmente compromettere metodi di crittografia considerati sicuri. Mentre i computer tradizionali faticano a fattorizzare numeri molto grandi, i computer quantistici potrebbero risolvere questi problemi rapidamente grazie all'algoritmo di Shor. Tuttavia, la costruzione di computer quantistici pratici si è rivelata una sfida poiché richiedono enormi quantità di risorse.

Negli ultimi anni, i ricercatori hanno fatto notevoli progressi in due aree cruciali:

• Costruzione di computer quantistici di dimensioni maggiori
• Miglioramento degli algoritmi per circuiti quantistici più piccoli

Oded Regev della New York University ha proposto un metodo per accelerare l'algoritmo di Shor, sebbene richieda più memoria. I ricercatori del MIT hanno quindi sviluppato un algoritmo più efficiente che mantiene la velocità di Regev, ma con l'efficacia della memoria di Shor. Questo nuovo algoritmo utilizza meno qubit ed è più resistente al rumore quantistico. Questi miglioramenti potrebbero facilitare la realizzazione di computer quantistici capaci di risolvere problemi crittografici reali.

Rompere la crittografia RSA potrebbe avere enormi conseguenze. RSA è un elemento chiave delle comunicazioni sicure moderne ed è difficile da decifrare perché richiede la fattorizzazione di grandi numeri. L'algoritmo di Shor potrebbe potenzialmente compromettere questa sicurezza rendendo possibile la fattorizzazione di questi numeri con un computer quantistico. Tuttavia, costruire un computer quantistico abbastanza potente per farlo è ancora una sfida ingegneristica significativa.

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I più grandi computer quantistici attuali hanno circa 1.100 qubit, ma gli esperti ritengono che siano necessari circa 20 milioni di qubit per utilizzare l'algoritmo di Shor in modo efficace per decrittare i codici. Il nuovo metodo del MIT affronta alcune di queste sfide riducendo il numero di gate quantistici necessari, il che è importante perché ogni gate aggiunge rumore.

Il team del MIT si concentra anche sulla correzione degli errori, poiché i computer quantistici devono funzionare quasi alla perfezione per mantenere l'accuratezza. Hanno sviluppato un nuovo metodo per ridurre gli errori, rendendo il loro algoritmo più pratico per le macchine quantistiche reali.

Restano ancora molti quesiti da risolvere. Uno dei principali è se questi miglioramenti permetteranno di fattorizzare grandi numeri utilizzati nella crittografia moderna, come i numeri a 2.048 bit dell'algoritmo RSA. Sebbene queste tecniche siano promettenti, è necessario ulteriori ricerche prima che possano essere implementate in sistemi di sicurezza reali.

Questa ricerca, presentata alla Conferenza Internazionale sulla Criptologia del 2024, dimostra i progressi nel campo del calcolo quantistico. I miglioramenti negli algoritmi e nella correzione degli errori rendono il calcolo quantistico più praticabile. La sfida principale è scalare questi progressi al livello necessario per influenzare i metodi di crittografia attuali.