Komputery kwantowe całkowicie zmieniają dotychczasowe podejście do internetu, bezpieczeństwa danych i rozwoju sztucznej inteligencji. Nic dziwnego, że największe korporacje technologiczne, między innymi Google, IBM czy Microsoft, inwestują miliardy dolarów w rozwój urządzeń działających na zasadach fizyki kwantowej. Wprawdzie na razie są to jeszcze komputery laboratoryjne i prototypy zawsze działające w kontrolowanych warunkach, nie ulega wątpliwości, że w przyszłości technologia kwantowa zrewolucjonizuje internet i przyczyni się do rozwoju wielu branż.
Spis treści:
- Jak działają komputery kwantowe?
- Zastosowania komputerów kwantowych
- Jak komputery kwantowe poprawią bezpieczeństwo w sieci?
- Czy każdy skorzysta z technologii kwantowej?
Jak działają komputery kwantowe?
Komputery kwantowe działają zupełnie inaczej od klasycznych pecetów, laptopów, tabletów czy smartfonów. Wymienione urządzenia korzystają z bitów przyjmujących jedną z dwóch wartości – 0 lub 1. Połączenie milionów bitów skutkuje tworzeniem programów, stron internetowych, zdjęć czy procesów. W komputerach kwantowych nie korzysta się z bitów, ale kubitów. To jednostki oparte na zjawiskach fizyki kwantowej, mogące równocześnie wskazywać wiele kierunków pomiędzy 0 a 1. To tzw. superpozycja. Dlatego komputer kwantowy jest w stanie analizować wiele możliwości.
Dodatkowo kubity mogą być trwale powiązane (tzw. splątanie kwantowe). W ten sposób komputer kwantowy może wykorzystywać współzależność wielu kubitów równocześnie.Pozwala to na rozwiązywanie wybranych problemów obliczeniowych w sposób niedostępny dla klasycznych metod, jednak nie oznacza ogólnej przewagi w analizie dużych zbiorów danych. Różnica polega więc na sposobie przetwarzania informacji, a nie – co jest często podnoszone w dyskusjach – szybkości działania. Faktycznie wielokrotnie komputer kwantowy może znaleźć odpowiedź dużo szybciej, ale jest to wynik superpozycji, splątania i interferencji kwantowej.
Zastosowania komputerów kwantowych
W codziennych zastosowaniach jeszcze długo wciąż lepsze mogą być zwykłe komputery korzystające z bitów. Tymczasem wysoka moc obliczeniowa urządzeń kwantowych na pewno zrewolucjonizuje wiele oferowanych rozwiązań i procesów, a w konsekwencji wpłynie na rozwój licznych branż.
Komputery kwantowe wyniosą na jeszcze wyższy poziom szyfrowanie danych. To możliwe dzięki tzw. kryptografii postkwantowej. Poprawi się też komunikacja, z możliwością wykrycia próby przechwycenia danych podczas przesyłania informacji i oszustw, co ma znaczenie zwłaszcza dla instytucji finansowych.
Technologia kwantowa (ang. quantum computing) to także błyskawiczna analiza informacji, co niewątpliwie przyspieszy rozwój sztucznej inteligencji, uczenia maszynowego i analityki predykcyjnej. Potencjalne zastosowania komputerów kwantowych w wyszukiwaniu informacji są obecnie przedmiotem badań i nie przekładają się bezpośrednio na przyspieszenie działania współczesnych wyszukiwarek internetowych. Usprawnione zostanie również działanie sieci 5G, a w przyszłości 6G. To możliwe dzięki usprawnieniu przepływu danych, zmniejszeniu opóźnień i zwiększeniu stabilności sieci. Z pewnością operatorzy, w tym Play, opracują jeszcze szybsze i inteligentniejsze sieci komunikacyjne.
Komputery kwantowe pomogą także w rozwoju medycyny, zwłaszcza przy projektowaniu leków, terapii genowych i symulacjach biologicznych. Natomiast rewolucją dla elektroniki może być projektowanie półprzewodników, baterii i mikrochipów. Poprzez usługi w chmurach zyskają też przeciętni użytkownicy internetu bezprzewodowego i przewodowego.
Sprawdź także: "Twoje hasło to za mało: jak naprawdę zabezpieczyć konta w sklepach internetowych?"
Jak komputery kwantowe poprawią bezpieczeństwo w sieci?
Cyberbezpieczeństwo jest dziś odmieniane przez wszystkie przypadki i słusznie, zwłaszcza w dobie coraz liczniejszych ataków hakerskich. Z pewnością duża moc obliczeniowa będzie podwaliną dla stworzenia nowych sposobów ochrony internetu i danych.
Wynikiem rozwoju technologii kwantowej będzie konieczność wdrożenia nowych, odpornych na ataki kwantowe standardów bezpieczeństwa internetu. Aktualnie większość haseł opiera się na szyfrowaniu matematycznym. Kryptografia postkwantowa wyniesie bezpieczeństwo w sieci na nowy poziom. To niezbędne, ponieważ przy technologii kwantowej pozostawienie aktualnych algorytmów szyfrujących skutkowałoby szybkim złamaniem zabezpieczeń. Nowe algorytmy są projektowane tak, aby były odporne na znane ataki z użyciem komputerów kwantowych, jednak – jak każda kryptografia – nie gwarantują absolutnej niemożliwości złamania.
Branża już teraz pracuje nad wdrożeniem zabezpieczeń postkwantowych. Wszystko w odpowiedzi na nowe standardy bezpieczeństwa opracowywane przez specjalistyczne organizacje (np. National Institute of Standards and Technology). Wynikiem rozwoju technologii będą systemy ochrony użytkowników w sieci oparte na standardach odpornych na komputery kwantowe.
Sprawdź także: "AI w rękach hakerów. Jak zadbać o cyberbezpieczeństwo w firmie?"
Czy każdy skorzysta z technologii kwantowej?
Aktualnie komputery kwantowe nie są powszechne. Wciąż są to urządzenia eksperymentalne, wymagające temperatur bliskich zera absolutnego (−273,15°C), a ponadto również izolacji od drgań i precyzyjnego sterowania cząstkami subatomowymi. Dlatego tu i teraz z technologii kwantowej mogą korzystać zwłaszcza badacze i naukowcy. Wystarczy skorzystać z tzw. chmury obliczeniowej. Pozwalają na to platformy IBM Quantum Experience, Google Quantum AI czy Qiskit.
Z punktu widzenia Kowalskiego dziś technologia nadal jest w powijakach. Jednak już w przyszłości będzie szerzej dostępna i to nawet bez potrzeby posiadania własnego komputera kwantowego. Wystarczy aplikacja lub system połączone z usługą kwantową w tle. W ten sposób najpierw technologia otwiera ogromne możliwości przed studentami, uczelniami, startupami i firmami. Korzyści dla przeciętnych użytkowników będą widoczne pośrednio, głównie poprzez usługi chmurowe i zaplecze technologiczne, a nie poprzez bezpośrednie wykorzystanie komputerów kwantowych w smartfonach. Całkowicie zmieni to sposób korzystania z internetu, począwszy od inteligentnych urządzeń, aż po globalne sieci danych.
Sprawdź także: "Od linku do logowania: ścieżka oszustów do Twojego konta"
Bez wątpienia komputery kwantowe zmienią naszą rzeczywistość, ale wciąż jest to melodia przyszłości, chociaż chyba niezbyt odległej. Na pewno technologia w ogromnym stopniu wpłynie na internet. W połączeniu ze światłowodem surfowanie po sieci będzie jeszcze szybsze, inteligentniejsze i lepiej chronione przed cyberzagrożeniami. To kolejny krok po sztucznej inteligencji i sieciach 5G, który zrewolucjonizuje korzystanie z internetu przez użytkowników indywidualnych.
