Svaki put kada kupujete online kreditnom karticom, instalirate ažuriranje na telefonu ili šaljete poverljivu datoteku saradniku, internet bezbednosni protokoli pomažu da vaši podaci ostanu sigurni. Ovi sistemi šifriranja štite milijarde transakcija i komunikacija svakog dana, koristeći algoritme koje je preteško razbiti za konvencionalne računare. Čak bi i haker sa najmoćnijim superračunarom trebao milione godina da pronađe pravi pristupni ključ.

Ali s novim uređajem zvanim kvantni kompjuter oni bi mogli dešifrovati kod za nekoliko sati. Iako ove mašine imaju potencijal pomoći naučnicima u otkrivanju revolucionarnih lijekova ili dizajniranju baterija visoke efikasnosti, mogle bi također omogućiti kriminalnim sindikatima ili hakerima koje podržava država da unište temelje digitalne sigurnosti.

Iako kvantni kompjuteri nisu neposredna prijetnja, prijetnja je stvarna — i raste. Pametan potez je pripremiti se sada, a ne paničariti kasnije.

Kvantni računari su nova vrsta tehnologije koja koristi principe kvantne fizike da se uhvati u koštac sa problemima koji su izuzetno teški — ili čak nemogući — za današnje računare da ih reše. Kao i tradicionalni računari, oni čuvaju informacije koristeći bitove, koji su obično predstavljeni kao 0 i 1.

U regularnom računaru, ovi bitovi se kreiraju korišćenjem električnih signala koji su ili uključeni ili isključeni. Međutim, kvantni računari koriste sitne čestice zvane kubiti. Zahvaljujući kvantnoj karakteristici zvanoj superpozicija, kubiti mogu biti u kombinaciji 0 i 1 u isto vreme. Ovo omogućava kvantnim računarima da istražuju mnogo mogućih rešenja odjednom, umesto jedno po jedno.

Kvantno računarstvo je moćno jer radi potpuno drugačije od konvencionalnih računara. Kubiti mogu predstavljati više mogućnosti odjednom, što znači da kvantni računar može simultano obrađivati ogroman broj potencijalnih rešenja.

Ovo dovodi do eksponencijalnog rasta u računalnoj snazi: Svaki novi kvibit udvostručuje broj stanja koje računar može obrađivati. Na primjer, dva kvibita mogu predstavljati četiri kombinacije, tri kvibita mogu predstavljati osam i 50 kvibita mogu predstavljati preko kvadriliona kombinacija. Ovo čini kvantne računare naročito obećavajućim za zadatke poput simulacije molekula, razbijanju enkripcije ili rješavanju složenih problema optimizacije.

Opasnost kvantnog računarstva je da bi moglo probiti sisteme enkripcije koji štite naš digitalni svet — uključujući online bankarstvo, e-poštu i sigurne web stranice. Osjetljive informacije bi bile izložene, finansijski sistemi kompromitovani, a digitalna okosnica cijelih industrija podkopana.

Enkripcija funkcionira tako što transformira osjetljive informacije u format koji je nečitljiv za bilo koga ko ne posjeduje ključ, kôd za šifriranje i dešifriranje podataka. Mnoge današnje enkripcijske algoritme oslanjaju se na funkcije u jednom smjeru, koje su daleko jednostavnije za izračunati u jednom smjeru nego u obrnutom. Na primjer, računari mogu pomnožiti dva 40-cifrena prostih brojeva u djeliću sekunde, ali bi trebalo astronomska količina grubih pokušaja da odrede faktore iz rezultata. Ova poteškoća čini osnovu digitalne sigurnosti: Kada ovi algoritmi šifriraju nizove brojeva koje računari koriste da predstave informacije, obrnuti operaciju je gotovo nemoguće bez ključa.

Međutim, testiranjem velikog broja mogućih rješenja istovremeno, kvantni računari bi mogli probiti ovaj matematički zid, posebno uz pomoć algoritama koji proces čine efikasnijim (ali još uvijek previše dugotrajnim za klasični računar). Dok superračunaru može biti potrebno milijune godina da slomi moderni kriptosistem, kvantni računar sa 20 miliona kubita može obaviti taj posao za osam sati.

Shorov algoritam, kojeg je razvio Peter Shor 1994. godine, omogućava kvantnom računaru da faktoriše velike brojeve eksponencijalno brže od klasičnih računara, što bi srušilo matematičku osnovu enkripcijskih sistema kao što je RSA, koji se široko koristi za digitalnu sigurnost. 

Kvantno računarstvo neće predstavljati prijetnju kriptografiji barem 10 do 20 godina, prema mišljenju stručnjaka. Ovi računari su teški za izgradnju i upravljanje. Trenutni modeli sadrže najviše 1.000 kubita, bez jasnog puta do skaliranja do brojeva neophodnih za razbijanje današnjih sistema za šifrovanje.

Međutim, kao i kod svake nove tehnologije, proboji su uvijek mogući. Vlade i velike kompanije podržavaju potragu za izgradnjom kvantnih računara velikih razmera, a poboljšanja se i dalje pojavljuju. 

Kvantno računarstvo nije prijetnja danas, ali zlonamerni akteri mogu koristiti konvencionalne metode za skupljanje podataka u očekivanju sposobnog kvantnog računara. U strategiji zvanoj „skupi sada, dekodiraj kasnije“ (HNDL), napadači već mogu krasti šifrovanu informaciju da je dekodiraju kada kvantni računari velikih razmjera postanu široko dostupni.