Pozývam vás na cestu k pravdepodobne najdisruptívnejšej téme v informačných technológiách. Veľa cestujem a na svojich cestách som sa naučil veľa o kybernetickej bezpečnosti a kybernetickej odolnosti a najmä o prelomových technológiách. A kvantový computing (quantum computing) je jednou z tých prelomových tém, ktoré spochybňujú veci, ktoré stále vyučujeme na univerzite, spochybňujú veci, ako je vytváranie a udržanie tajomstva.
Kvantové počítače existujú. Sú v plienkach. Sú to bábätká. Ale – existujú. Toto je plán kvantového počítača. A v tej schéme sú zložité veci. Existujú tam logické brány a fyzické brány a sú tu spínače a svetelné pasce.
Svetelné pasce? Aby ste mohli ovládať kvantový počítač, musíte zastaviť svetlo. Aby ste s ním mohli pracovať, musíte zmraziť fotón svetla. A ako si asi viete predstaviť, toto neurobí váš bežný server vo vašom bežnom dátovom centre.
Dovoľte mi začať úplne základnou vecou. Viem, že to viete, ale naše bežné faktúry a údaje a obrázky a súbory a dokumenty sú vyrobené z bitov. Bit môže mať buď polohu nuly alebo jednotky a potom kombináciu núl a jednotiek zostavujú naše technológie. Nazvem to stará výpočtová technika, klasická výpočtová technika. Dokonca aj najrýchlejší počítač na planéte pracuje s nulami a jednotkami.
Kvantové pravidlá hry
Ide o to, že s kvantovými počítačmi sa veci riadia veľmi zvláštnymi a extrémnymi zákonmi kvantovej mechaniky a kvantovej fyziky. Dejú sa v nich veci, ktoré my ľudia nemáme veľmi radi. Je pre nás ťažké ich pochopiť.
Hovorím, že kvantové počítače nie sú len revolúciou. To je dôvod, prečo sme sa rozhodli nazvať túto prednášku re-evolúciou. Nehrám sa so slovíčkami, ale je to postavené na desaťročiach IT znalostí. Kvantový computing je postavený na správe identít, kontrole prístupu, klasifikácii šifrovania údajov, tokenizácii, správe poverení – na veciach, ktoré robíme už desaťročia – no prináša revolúciu v rýchlosti a výpočtovom výkone. Vyvíja sa z vecí, určujúcich, kto má prístup k čomu, kedy a ako, na ako dlho. To sú bežné otázky, ktoré prezentujeme v oblasti auditu, monitorovania, kybernetickej bezpečnosti a kybernetickej odolnosti už desaťročia. Ale kľúčové je, že rýchlosť a výpočtový výkon fungujú inak.
V podstate existujú tri štádiá kvantového computingu. Zľava doprava máme kvantové žíhanie (quantum annealing), analógový a univerzálny kvantový computing. Aby to bolo pútavé, zameriam sa na univerzálny kvantový computing. Tam však ešte nie sme. Teraz sme v strede medzi kvantovým žíhačom a analógovým kvantovým computingom.
Viete si predstaviť, že ako rastieme z jedného štádia do druhého, je to ťažšie a drahšie. Existuje milión vecí, ktoré musíte urobiť, ale jeden záver – že to príde o sedem, deväť, dvanásť rokov od tejto chvíle a na mojej časovej osi je to zajtra alebo pozajtra.
Oslobodenie od núl a jednotiek
Aby kvantové počítače fungovali, nepracujú s bitmi. Pracujú s qubitmi. Qubity môžu pracovať buď s tým, že môžu mať pozíciu 0 alebo 1 alebo obe súčasne. Toto je kľúčové. Obe hodnoty súčasne znamenajú dve častice svetla. Toto nie je cestovanie v čase, je to cestovanie v priestore. Bolo to dokázané. Volá sa to superpozícia.
Niečo vám poviem. Myslím si, že nikdy nikto v tejto miestnosti nezíska, nekúpi si a nebude vlastniť kvantový počítač. Ale myslím si, že väčšina ľudí tu v miestnosti a tých, čo nás vidia cez kameru, bude používať kvantový počítač. Je to z viacerých dôvodov. Prvým je, že tieto veci už existujú a stoja asi 15 miliónov dolárov. Vyzerajú takto, toto je súčasť kvantového počítača.
Procesor CPU je úplne dole. Aby táto vec fungovala, teplota v miestnosti musí byť 15 milikelvinov. Teplota 15 milikelvinov je 180-krát nižšia ako teplota vonku vo vesmíre. Je to veľmi krehké a nemyslím si, že vaše dátové centrum je až takéto skvelé.
Je však dôležité pochopiť, že je to zložité z hľadiska qubitov. Svet je teraz na úrovni približne 2 000 qubitov. Celkom isto to nevieme, pretože máme Google a IBM, o ktorých vieme, kde sú. Potom tu máme Číňanov, o ktorých nevieme, kde presne sú s kvantovými počítačmi. A oni, mimochodom, vedú o dosť dlhý čas.
Prichádza veľký problém
Druhá časť mojej prezentácie sa zameria na problémy. Keď sa dostaneme na 10 000 qubitov – ešte tam nie sme, sú to malé deti, ale rastú a stanú sa tínedžermi a dospelými – potom máme problém.
Toto je D-Wave procesor od Google. To je QC procesor. V jeho vnútri je svetlo. Pracuje so svetlom, zachytáva svetlo. Toto je tá vec, ktorá je v spodnej časti toho škaredého obrázku, a myslím si, že mení meno hry.
Hovorím to z hľadiska geopolitiky, kybernetickej vojny, ktorá sa už dostáva na program dňa. Keď sa dostaneme na 10 000 qubitov, sme vybavení. Pretože akékoľvek šifrovanie, ktoré dnes ľudia poznajú, akékoľvek veci, ktoré dnes učíme na univerzite – Diffie-Hellman, eliptická krivka, šifrovanie RSA – pôjdu do hája. Bude to znamenať svet bez tajomstiev. A to nehovorím ja, v skutočnosti máme o tom oficiálne dokumenty.
Prichádza to z Národnej bezpečnostnej agentúry NSA a Ministerstva pre vnútornú bezpečnosť. V zásade ide o odporúčanie, že ak tieto agentúry používajú niektoré z týchto šifrovaní, ak niektorá z vašich aplikácií, B2B, B2C, orientovaných na zákazníka používa niektorú z týchto metód šifrovania – a ja sa stavím o peniaze, že aj vy používate tieto šifrovania vo vašom vývoji a inžinierstve – tak oni hovoria, že by sa už nemali používať.
Prečo? Máme teraz kvantové počítačové útoky? Nie, o tom by sme vedeli. Pamätajte, že máme v dome deti, ale stanú sa tínedžermi a potom dospelými. V momente, keď sa dostaneme na 10 000 qubitov, zafunguje mágia.
Komu pripadne kvantová nadvláda?
V matematike existujú jednoduché a zložité problémy. My v kybernetickej bezpečnosti sme vybudovali sväté disciplíny šifrovania a tokenizácie na nemožnosti alebo vysokej náročnosti faktorizácie veľkých prvočísel. A podľa toho ideme. Ideme so zámkami, https, šifrovaním na WhatsApp, šifrovaním koncových bodov, všetkými týmito vecami.
Potom v roku 1997 vynašiel fyzik a inžinier Peter Shor algoritmus. Shorov algoritmus, ktorý v zásade rozkladá veľké prvočísla. Aký je problém so Shorovým algoritmom? Že dnes na Zemi nemáme dostatok výpočtového výkonu na jeho spustenie. Ale keď sa dostaneme na 10 000 qubitov, budeme ho mať. A potom faktorizácia veľkých prvočísel už nebude zložitým problémom, ale bude riešiteľná za sekundy alebo minúty.
Hovorí sa tomu kvantová nadvláda. Neznášam slovo nadvláda. Znamená, že ja zvíťazím, vy prehráte a ja vás zničím. V skutočnosti je pravda, že dodávatelia, IBM, Google, krajiny ako Čína, používajú slovo nadvláda ako niečo, čo bolo nemožné alebo veľmi ťažké urobiť s existujúcimi počítačmi. Vyžiadalo by si to možno tisíc alebo milión rokov. Kvantové počítače to však zvládnu za minúty a sekundy.
Opakujem, ešte tam nie sme. Takže kryptografické prvočísla sú bezpečné dovtedy, kým dokážeme udržať v bezpečí šifrovacie kľúče, a to bude dovtedy, kým budú zraniteľné kvantovými útokmi.
Svet bez tajomstiev
Kvantový computing teda nie je cool vec. The Economist, časopis, v ktorom je na prvom mieste biznis, venoval 20. marca 2017 celé jedno vydanie kvantovému skoku a predstavil ho ako výzvu pre sektor financií. Ale vieme, že tu máme aj vládu, zdravotníctvo a rôzne odvetvia.
Tento príklad hovorí, že nepochopenie manažovania kvantového computingu a výziev, ktoré predstavuje, by bolo katastrofálne – nepochopenie výziev, ktoré predstavuje svet bez tajomstiev.
Stále musíme robiť ochranu koncových bodov, DLP, CASB, cloud governance, riadenie prístupu. Ale jednou z tých mnohých dimenzií by malo byť začať premýšľať o tom, čo sa stane pozajtra. O sedem, deväť či 12 rokov by to bolo katastrofálne. Ani ja tu dnes nehovorím len o financiách, kvantové počítače sa dotknú zdravotníctva, farmácie, výskumu, vlády a na konci dňa akéhokoľvek odvetvia na svete, ktoré si vyžaduje vytváranie a využívanie utajených informácií.
Ramsés Gallego
viceprezident Quantum World Association,
bývalý viceprezident asociácie pre IT governance ISACA a člen Siene slávy ISACA
(Písomná verzia prednášky je skrátená, medzititulky doplnila redakcia.)
Obrázky k článku: Jeremy O'Brien, IBM, Google, Youtube
