This post is also available in: enEnglish (אנגלית)

מחשבי קוואנטום צפויים לספק את יכולות המחשוב העוצמתיות ביותר אי פעם. סוף סוף, ההתקדמות במחשוב הקוואנטום מתחילה להגיע ליישומים מסחריים. לדוגמא, ה-Q System One של IBM, מערכת מחשוב הקוואנטום הראשונה בעולם לשימושים מסחריים, או ה"עליונות הקוואנטית" עליה הכריזה גוגל כשהמחשב שלה הצליח להשלים משימה תוך 200 שניות, מה שהיה לוקח אלפי שנים למחשב מסורתי. 

ישומי קוואנטום יהיו בין הטכנולוגיות פורצות הדרך שיוצגו ב-iHLS InnoTech Expo Tel Aviv ב-8-19 בנובמבר, 2020. הכירו את חברי ועדת ההיגוי של הארוע.

אבל מחשבי הקוואנטום עלולים לערער את הגנות ההצפנה, הקריפטוגרפיה, של הנתונים והתקשורת האלקטרונית, כגון אתרי מסחר מקוון, אימייל, חשבונות אשראי בבנק וכו'. 

מחשבי הקוואנטום עדיין אינם עוצמתיים מספיק כדי לעשות זאת כיום. מחקר של האקדמיות הלאומיות בארה"ב טוען שכדי להוות איום ממשי, על המחשבים הקוואנטיים להשיג כוח עיבוד הרבה יותר גדול ממכונות הקוואנטום הקיימות עד כה. אבל, בהחלט יתכן שתוך פחות מעשור, ואולי אף קודם לכן, מכונות אלה יהוו איום לשיטות ההצפנה הרווחות.

מסיבה זו חוקרים וחברות אבטחה מתחרים על פיתוח גישות חדשות להצפנה, שיאפשרו לעמוד בהתקפות קוואנטום עתידיות על ידי האקרים.

ישנם שני סוגים עיקריים של הצפנה. הצפנה סימטרית דורשת שהשולח והמקבל יהיו בעלי מפתחות דיגיטליים זהים כדי להצפין ולפענח נתונים. הצפנה א-סימטרית, או מפתח ציבורי, משתמשת במפתח זמין ציבורית כדי לאפשר לאנשים להצפין הודעות עבור נמען שהוא היחיד המחזיק במפתח הפרטי הנדרש לפענוח ההודעות. לפעמים משתמשים בשתי השיטות יחד. 

המטרה היא לעצור את ההאקרים משימוש בכמויות מסיביות של כוח מחשוב כדי לנסות לנחש את המפתחות.

אבל מחשבי קוואנטום עלולים לסייע לנסיונות ההאקרים לפעול הרבה יותר מהר בעזרת algorithmic trapdoors – מבנים מתימטיים קלים יחסית למחשוב לכיוון אחד כדי ליצור מפתחות, אבל קשה מאוד ליריב לעשות להם הנדסה הפוכה. 

בניגוד למחשבים הקלאסיים, המשתמשים בביטים שיכולים להיות 1 או 0, מכונות הקוואנטום משתמשות בקיוביטים שיכולים לייצג מספר רב של מצבים אפשריים של  ו-0 בו זמנית, תופעה שמכונה סופרפוזיציה. הם יכולים גם להשפיע אחד על השני ממרחק, הודות לתופעת השזירה (entanglement).

בעזרת תופעות אלה, הוספה של מספר קטן של קיוביטים עשויה להביא לעליה בטור הנדסי בעוצמת העיבוד.

לפי technologyreview.com, לא סביר שמחשבי הקוואנטום יצליחו לפרוץ את הגנות ההצפנה בקרוב, אבל Y2Q – השנה בה פריצת קוד הקוואנטום תהפוך לבעיה אמיתית – עלולה להגיע מהר יותר מכפי שאנחנו חושבים.

גישות קריפטוגרפיות חדשות שניתן ליישם באמצעות שימוש במחשבים הקלאסיים של היום ויהיו חסינות להתקפות הקוואנטום העתידיות נקראות הצפנה פוסט-קוואנטום. המטרה היא להתלכד בסופו של דבר על שיטה אחת או כמה שיטות שיהיו ניתנות לאימוץ רחב. מכון התקנים והטכנולוגיה הלאומי האמריקאי החל ב-2016 בתהליך פיתוח תקנים להצפנה פוסט-קוואנטום לצורך שימוש ממשלתי. 

מעוניינים ללמוד עוד על טכנולוגיות קואונטום? השתתפו ב-iHLS InnoTech Expo Tel Aviv – ארוע החדשנות והטכנולוגיות הגדול בישראל בתחום HLS וסייבר – ב-18-19 בנובמבר, 2020 באקספו תל אביב, ביתן 2.

לפרטים והרשמה