Desvendando o impenetrável: a revolução da computação quântica e a quebra da criptografia

São PauloComputadores quânticos podem potencialmente quebrar métodos de criptografia antes considerados seguros. Enquanto computadores tradicionais enfrentam dificuldades ao fatorar grandes números, computadores quânticos resolveriam esses problemas rapidamente com o algoritmo de Shor. No entanto, construir computadores quânticos práticos tem sido desafiador porque eles exigem uma quantidade enorme de recursos.

Nos últimos anos, pesquisadores têm avançado significativamente em duas áreas principais:

• Construção de computadores quânticos maiores
• Aperfeiçoamento de algoritmos para uso em circuitos quânticos menores

Oded Regev da Universidade de Nova York sugeriu uma maneira de acelerar o algoritmo de Shor, mas isso exigia mais memória. Pesquisadores do MIT então criaram um algoritmo melhor que mantém a velocidade de Regev, mas com a eficiência de memória de Shor. Esse novo algoritmo utiliza menos qubits e lida melhor com o ruído quântico. Essas melhorias podem ajudar na construção de computadores quânticos que solucionem problemas criptográficos reais.

Quebrar a criptografia RSA pode ter enormes consequências. RSA é uma componente vital da comunicação segura moderna, sendo difícil de decifrar devido ao uso de fatoração de números grandes. O algoritmo de Shor pode ameaçar essa segurança ao possibilitar a fatoração desses números com um computador quântico. No entanto, construir um computador quântico poderoso o suficiente para isso ainda é um grande desafio de engenharia.

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Os maiores computadores quânticos de hoje possuem cerca de 1.100 qubits, mas especialistas acreditam que são necessários cerca de 20 milhões de qubits para utilizar o algoritmo de Shor de maneira eficiente para quebrar criptografia. O novo método do MIT aborda alguns desses desafios ao reduzir o número de portas quânticas necessárias, o que é crucial porque cada porta adiciona ruído.

A equipe do MIT também está empenhada em corrigir erros, pois os computadores quânticos precisam operar quase perfeitamente para manter a precisão. Eles desenvolveram um novo método para reduzir erros, tornando seu algoritmo mais viável para máquinas quânticas reais.

Ainda há perguntas importantes a serem respondidas. Uma questão principal é se essas melhorias permitirão o fatoramento de grandes números usados na criptografia moderna, como os números de 2.048 bits na criptografia RSA. Embora essas técnicas mostrem potencial, é necessário mais trabalho antes que possam ser aplicadas em sistemas de segurança do mundo real.

A pesquisa apresentada na Conferência Internacional de Criptologia 2024 demonstra avanços no campo da computação quântica. As melhorias nos algoritmos e na correção de erros tornam a computação quântica mais viável. O principal desafio agora é ampliar esses avanços para um nível que possa impactar os métodos de criptografia atuais.