"Huvitaja": kvantarvutite tulek muudab põhjalikult küberturvalisust ({{contentCtrl.commentsTotal}})

Andi Hektor
Andi Hektor Autor/allikas: Priit Ennet

Kvantarvutite tulek muudab praeguse interneti ja krüpteerimismaailma alustalasid, pakkudes samas võimalust teha suuri arvutusi ja analüüse, et leiutada näiteks uusi materjale või pakkuda ligipääsu seni kättesaamatute teadusavastusteni.

"Tänapäeva arvuti on mõnes mõttes väga lihtne masin. Seal on mälu, milles hoitakse ühtesid ja nullisid, igas mäluühikus ehk bitis ja nendega tehakse siis loogikatehteid," selgitas Vikerraadio saates "Huvitaja" tänapäevaste arvutite toimimist füüsik ja teaduse populariseerija Andi Hektor.

Ehkki kirjeldatu kõlab lihtsasti, ongi just see protsess praegusaja nutitelefonide, arvutite, tahvlite ja teiste elektrooniliste seadmete aluseks. Nüüdisaja arvutid teevad arvutusi küll hästi kiiresti, aga see-eest ükshaaval ehk järjekorras. Seega kulub näiteks miljoni arvutuse tegemiseks siiski veidi aega, samas kui kvantarvuti võib miljonit arvutust korraga teha.

Kvantarvutite teema sai alguse õigupoolest 80-ndatel, kui teadlased asusid tegema esimesi teoreetilisi oletusi kvantarvutuse maailmas. Hektor kõneles, et kvantarvutite teema hoogustus aga eelkõige 90-ndatel, kui teadlane Peter Shor kirjeldas teoreetiliselt kvantarvuti võimekust lahendada ülesandeid tavalisest arvutist palju kiiremini. Üheks sääraseks ülesandeks on Hektori sõnul praeguses internetimaailmas täisarvude faktoriseerimine, mis on krüpteerimise alustalaks.

"See krüptograafia, mida meie tänapäeval arvutites enamasti kasutame, kui lähed internetipanka või teed mõningaid e-riigi toiminguid, siis seda nimetatakse RSA krüptograafiaks ja see põhineb täisarvude faktoriseerimisel," selgitas Hektor. Faktoriseerimine tähendab ühe kindla arvu, mis on saadud mingi tehte tulemusena, tagasi algseteks arvudeks muutmist. Selleks, et teada, millist tehet täpselt kasutada, ongi olemas krüptovõtmed ehk paroolid, mis arvutile ütlevad, mil viisil täisarvu laiali lammutada. Kui parooli ei ole, tuleb kasutada sisuliselt katseeksitusmeetodit, mis klassikalisele arvutile võib osutuda probleemiks, mille lahendamine võtab aega isegi miljoneid aastaid. Kvantarvuti suudab sama probleemi lahendada aga sekunditega.

Nüüd toimuvad erinevates füüsikalaborites juba katsetused erinevate seadmetega ning võib öelda, et teatud tingimustel on juba ka loodud esimesi kvantarvuteid. "Need on unikaalsed, väga unikaalsed keerulised katseseadmed, ja need näevad ka välja sellised, olles mõnda laborit külastanud, nagu ikka tüüpiline füüsikalabor, kus on palju torusid ja palju juhtmeid ja vilkuvaid tulukesi ja nii edasi," rääkis Hektor.

Lisaks on vaja kvantarvuti toimimiseks keerulisi keskkonnatingimusi, kus arvuti sisemus on jahutatud pea absoluutse nullini. "Kui me andmetega teeme kvantoperatsioone, siis seda ei tohi segada ümbritsev maailm. See peab olema muust keskkonnast täiesti isoleeritud," selgitas ta. Selleks, et keskkonda täielikult isoleerida, on vaja keerukaid seadmeid, mis muu hulgas tagaksid, et kvantarvuti töötaks ülikülmas vaakumkeskkonnas.

Hektor leiab, et kvantarvutid alustavad pigem seadmetena, mis on mõeldud ühe kindla funktsiooni täitmiseks. "Kui me vaatame klassikalise arvuti ajalugu, siis enne, kui tehti universaalsed arvutid, mõeldi välja spetsiifilised arvutid, millega sai teha teatud tüüpi tehteid, teatud võrrandeid lahendada. Ja kvantarvutitega mõnes mõttes läheb sama moodi, et kõigepealt tulevad välja sellised lihtsustatud kvantarvutid, mis on optimeeritud ühe ülesande lahendamiseks," selgitas Hektor.

Toimetaja: Mirjam Mäekivi

Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: