Что такое квантовый компьютер и почему Трамп хочет его до 2028 года?

Президент США Дональд Трамп подписал указы, направленные на ускорение разработки мощного квантового компьютера для научных исследований и защиту государственных систем от киберугроз, связанных с этой технологией.

Белый дом стремится продвинуть проект к 2028 году, в то время как федеральные агентства планируют перейти на постквантовую криптографию к 2030 или 2031 году.

Что такое квантовые вычисления

Квантовый компьютер работает не с традиционными битами (0 или 1), а с кубитами – единицами, использующими такие явления, как суперпозиция и запутанность. Это позволяет обрабатывать определённые задачи совершенно иначе, чем обычные компьютеры.

Физика, лежащая в основе квантовых вычислений, не имеет ничего общего с коммерческими представлениями об «квантовой энергии», не имеющими научной основы. В науке понятие «квантовый» описывает поведение материи и энергии на очень малых масштабах, таких как атомы, электроны или фотоны.

Журнал Nature описывает квантовые вычисления как смену парадигмы, включающую исследования в области кубитов, алгоритмов, сверхпроводящих схем и обработки квантовой информации.

Почему это беспокоит правительства?

Наиболее значительный потенциал связан с кибербезопасностью. Достаточно мощный и стабильный квантовый компьютер может скомпрометировать алгоритмы шифрования, используемые для защиты банков, правительств, электронной почты, электронной коммерции и частных коммуникаций.

Национальная академия наук, инженерии и медицины США предупреждает, что крупномасштабные квантовые вычисления окажут существенное влияние на ряд широко используемых криптографических систем.

Поэтому Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) в 2024 году опубликовал свои первые стандарты постквантовой криптографии, разработанные для противостояния атакам будущих квантовых компьютеров.

Каковы цели Трампа?

Указ Трампа преследует две основные цели. Первая – создание высокоуровневого квантового компьютера для научных исследований с потенциальным применением в химии, материаловедении, искусственном интеллекте, молекулярном моделировании и оптимизации.

Вторая цель – подготовить правительство к так называемому «постквантовому» риску, то есть к моменту, когда квантовые машины смогут взломать существующие цифровые системы защиты.

В связи с этим Google предупреждает, что такой сценарий может наступить раньше, чем ожидалось, и призывает ускорить переход к системам, устойчивым к квантовым вычислениям.

Это происходит на фоне конкуренции между США и Китаем за лидерство в технологиях, которые могут переопределить сферы обороны, промышленности, медицины, энергетики и цифровой безопасности.