Лазер | Фото: WikimediaСразу две группы исследователей, одна из Китая, одна из Австралии, построили управляемые лазером прототипы квантовых компьютеров, которые способны реализовать алгоритм Шора, сообщает новостная служба EurekAlert со ссылкой на журнал NewScientist.
 
Алгоритм Шора, разработанный Питером Шором (Peter Shor) в 1994 году, – квантовый алгоритм разложения числа на простые множители. Значимость его в том, что он делает потенциально возможным взлом мощнейших современных криптографических систем, в частности, шифра RSA.

Система RSA сейчас широко применяется в протоколах, использующихся в электронной коммерции, в защите программного обеспечения, в цифровых подписях. Шифр был создан в 1977 году американскими математиками Райвестом (Rivest), Шамиром (Shamir) и Адлеманом (Adleman). RSA является шифром с открытым ключом, то есть ключ, который нужен для шифрования данных, не хранится в тайне, зашифровать сообщение может кто угодно. Для расшифровки, однако, необходим второй ключ, секретный.

Для взлома шифра необходимо, в частности, разложить открытый ключ на два простых множителя. Эта задача решается перебором вариантов, поэтому надежность шифра зависит от длины ключа. Шифр с коротким ключом можно взломать даже на персональном компьютере, но если ключ достаточно длинный, то и современным суперкомпьютерам, и сетям распределенных вычислений для взлома потребуются десятки лет.

Алгоритм Шора, однако использует сильные стороны квантовых компьютеров, не имеющие аналогов в классических компьютерах: способность их информационных единиц – кубитов – принимать несколько значений одновременно и находиться в состоянии "запутанности". Теоретические работы показывают, что при наличии достаточно мощного квантового компьютера алгоритм способен взломать RSA за ограниченное время.

Прототипы квантовых компьютеров, созданные китайскими и австралийскими исследователями, очень примитивны: пока на два простых множителя удалось разложить лишь число 15. Однако эти работы показывают, что реализация алгоритма Шора возможна в принципе, дальнейшее – скорее инженерная задача (правда, по мнению некоторых специалистов, нерешаемая).

В 2001 году корпорация IBM также создала управляемый ядерно-магнитным резонансом (ЯМР) квантовый компьютер из семи кубит, который тоже мог разложить число 15 на 5 и 3. Однако и китайская, и австралийская группы считают, что компьютер IBM имел серьезные недостатки: во-первых, использование ЯМР (сложной и дорогой технологии) при возрастании числа кубитов приводит к помехам, так что возможности развития сильно ограничены, во-вторых, исследователи сомневаются, что в компьютере действительно использовалась квантовая запутанность.

Управляемые короткими вспышками обычного лазера новые компьютеры свободны от этих недостатков, утверждают их разработчки.