Svaki put kada kupujete putem interneta kreditnom karticom, instalirate ažuriranje na telefon ili šaljete povjerljivu datoteku suradniku, internetski sigurnosni protokoli pomažu u zaštiti vaših podataka. Ovi sustavi šifriranja svakodnevno štite milijarde transakcija i komunikacija, koristeći algoritme koje je konvencionalnim računalima preteško probiti. Čak bi i hakeru koji posjeduje najmoćnije superračunalo trebali milijuni godina da otkrije pravu lozinku.

Ali s novim uređajem zvanim kvantno računalo, mogli bi dešifrirati kod za nekoliko sati. Iako ovi strojevi imaju potencijal pomoći znanstvenicima u otkrivanju uspješnih lijekova ili dizajniranju visokoučinkovitih baterija, mogli bi također omogućiti kriminalnim sindikatima ili hakerima koje sponzorira država da razbiju temelj digitalne sigurnosti.

Iako kvantna računala ne predstavljaju neposrednu opasnost, prijetnja je stvarna - i raste. Pametan potez je pripremiti se sada, a ne paničariti kasnije.

Kvantna računala su nova vrsta tehnologije koja koristi principe kvantne fizike za rješavanje problema koje današnja računala izuzetno teško - ili čak nemoguće - mogu riješiti. Poput tradicionalnih računala, pohranjuju informacije pomoću bitova, koji su obično predstavljeni kao nule i jedinice.

U običnom računalu, ovi bitovi se stvaraju pomoću električnih signala koji su ili uključeni ili isključeni. Međutim, kvantna računala koriste sitne čestice zvane kubiti. Zahvaljujući kvantnom svojstvu koje se naziva superpozicija, kubiti mogu istovremeno biti u kombinaciji 0 i 1. To omogućuje kvantnim računalima da istražuju mnoga moguća rješenja odjednom, umjesto jedno po jedno.

Kvantno računanje je moćno jer radi na potpuno drugačiji način od konvencionalnih računala. Kubiti mogu predstavljati više mogućnosti odjednom, što znači da kvantno računalo može istovremeno obraditi ogroman broj potencijalnih rješenja.

To dovodi do eksponencijalnog rasta računalne snage: svaki novi kubit udvostručuje broj stanja koje računalo može obraditi. Na primjer, dva kubita mogu predstavljati četiri kombinacije, tri kubita mogu predstavljati osam, a 50 kubita može predstavljati preko kvadrilijun kombinacija. Zbog toga su kvantna računala posebno obećavajuća za zadatke poput simuliranja molekula, dešifriranja ili rješavanja složenih optimizacijskih problema.

Opasnost kvantnog računarstva je u tome što bi moglo probiti sustave šifriranja koji štite naš digitalni svijet - uključujući online bankarstvo, e-poštu i sigurne web stranice. Osjetljive informacije bi bile otkrivene, financijski sustavi kompromitirani, a digitalna okosnica cijelih industrija potkopana.

Šifriranje funkcionira tako da osjetljive informacije pretvara u format koji ne može pročitati nitko tko nema ključ, kod za šifriranje i dešifriranje podataka. Mnogi današnji algoritmi za šifriranje oslanjaju se na jednosmjerne funkcije, koje je puno jednostavnije izračunati u jednom smjeru nego u obrnutom. Na primjer, računala mogu pomnožiti dva 40-znamenkasta prosta broja u djeliću sekunde, ali bi bilo potrebno astronomsko nagađanje grubom silom da bi se odredili faktori iz rezultata. Ova poteškoća čini osnovu digitalne sigurnosti: Nakon što ovi algoritmi šifriraju nizove brojeva koje računala koriste za predstavljanje informacija, poništavanje operacije gotovo je nemoguće bez ključa.

Međutim, istovremenim testiranjem ogromnog broja mogućih rješenja, kvantna računala mogla bi probiti ovu matematičku barijeru, posebno uz pomoć algoritama koji proces čine učinkovitijim (ali i dalje predugotrajnim za klasično računalo). Dok bi superračunalu mogli biti potrebni milijuni godina da probije moderni kriptosustav, kvantno računalo s 20 milijuna kubita moglo bi taj posao obaviti za osam sati.

Shorov algoritam, koji je razvio Peter Shor 1994. godine, omogućuje kvantnom računalu faktorizaciju velikih brojeva eksponencijalno brže od klasičnih računala, što bi narušilo matematičke temelje sustava šifriranja poput RSA-e, koji se široko koristi za digitalnu sigurnost. 

Stručnjaci tvrde da kvantno računanje neće predstavljati prijetnju kriptografiji barem 10 do 20 godina. Ova računala je teško sastaviti i pokrenuti. Trenutni modeli sadrže najviše 1000 kubita, bez jasnog puta za skaliranje do brojeva potrebnih za probijanje današnjih sustava šifriranja.

Međutim, kao i kod svake nove tehnologije, otkrića su uvijek neizbježna. Vlade i velika poduzeća podržavaju nastojanja za izgradnjom velikih kvantnih računala, a poboljšanja se i dalje pojavljuju. 

Kvantno računanje danas nije prijetnja, ali zlonamjerni akteri mogli bi koristiti konvencionalne metode za prikupljanje podataka u iščekivanju sposobnog kvantnog računala. U strategiji pod nazivom „uberi sada, dešifriraj kasnije“ (HNDL), napadači možda već kradu šifrirane informacije za dekodiranje kada velika kvantna računala postanu široko dostupna.