Um guia para a computação quântica

*Por Enio Moraes // À medida que a tecnologia avança rapidamente, o futuro da computação parece cada vez mais promissor.

Um dos campos mais empolgantes e inovadores atualmente é o da computação quântica. Ao contrário da tradicional, que depende de dígitos binários, a quantum computing aproveita o poder da mecânica quântica para processar informações de uma maneira completamente diferente.

Com a capacidade de resolver problemas complexos, que os computadores tradicionais levariam milhões de anos para solucionar, em questão de segundos, a computação quântica tem o potencial de revolucionar setores que vão das finanças à medicina.

Porém, com grandes poderes, vêm grandes responsabilidades. As implicações da ferramenta para a segurança são significativas. Este guia abrangente explora o mundo da tecnologia em questão, seus recursos e como isso pode impactar o futuro da cibersegurança como a conhecemos.

O que é computação quântica?

É uma nova forma de computação que utiliza os princípios da mecânica quântica para processar informações. Enquanto os computadores tradicionais dependem de bits, que só podem existir em dois estados (0 ou 1), os quânticos usam bits quânticos (qubits), que podem existir em vários estados simultaneamente. A diferença fundamental está no modo com o qual a informação é processada.

Os computadores quânticos podem fornecer soluções em segundos ou minutos, à medida que os convencionais levariam milhões de anos para resolver o mesmo problema.

A ferramenta em questão ainda está em sua infância – e vários desafios devem ser superados antes de se tornar uma tecnologia prática.

No entanto, a computação quântica não substitui a computação tradicional. Embora os computadores quânticos sejam atraentes na resolução de problemas específicos, eles são menos eficazes na resolução de outros tipos de problemas que os computadores convencionais são mais adequados.

A tecnologia é uma grande promessa para resolver problemas complexos em áreas como criptografia, química, física e finanças.

No entanto, os pesquisadores estão fazendo progressos significativos no desenvolvimento de computadores quânticos, que estão mais poderosos e eficientes do que nunca, e podem revolucionar o campo da inteligência artificial, permitindo que as máquinas realizem cálculos que atualmente são impossíveis com os computadores clássicos.

Como funciona a computação quântica?

A chave para a computação quântica é um fenômeno conhecido como superposição. Na superposição, um qubit pode existir em vários estados simultaneamente, o que permite ao computador executar vários cálculos ao mesmo tempo.

Outro aspecto essencial é o emaranhamento — dois qubits tornam-se vinculados de modo que o estado de um qubit depende do estado do outro, o que leva à resolução de cálculos impossíveis para os computadores tradicionais.

Desafios de segurança

Com o surgimento da computação quântica, surge um novo conjunto de desafios de segurança que devem ser enfrentados:

1. Potencial para quebrar algoritmos de criptografia

Um dos riscos de segurança mais significativos da computação quântica é seu potencial de quebrar os algoritmos de criptografia existentes.

Muitos dos algoritmos usados atualmente para proteger informações confidenciais, como transações bancárias e comunicações governamentais, dependem do fato de que os computadores clássicos levariam um tempo impraticável para quebrar a criptografia.

No entanto, os computadores quânticos poderiam resolver esses problemas em questão de segundos, tornando a criptografia pouco útil. Os pesquisadores estão trabalhando no desenvolvimento de algoritmos de criptografia resistentes a quantum — projetados para serem seguros contra ataques de computadores clássicos e quânticos.

2. Ataques quânticos na blockchain

Outro risco potencial de segurança da computação quântica é a possibilidade de ataques quânticos na blockchain, tecnologia de contabilidade distribuída usada em criptomoedas, como Bitcoin e Ethereum.

A segurança da blockchain depende de algoritmos criptográficos complexos, que os computadores quânticos podem quebrar. Já existem pesquisas relacionadas a tecnologias blockchain resistentes a quantum.

3. Ameaça às assinaturas digitais

A computação quântica também representa uma ameaça às assinaturas digitais, que são usadas para autenticar a identidade do remetente de uma mensagem ou transação e dependem de algoritmos matemáticos complexos que os computadores quânticos podem quebrar.

Para resolver esse problema, os pesquisadores estão desenvolvendo esquemas de assinatura digital pós-quântica.

Um exemplo é o esquema de assinatura baseado em hash, que depende de funções de hash para fornecer segurança contra ataques quânticos. Outra forma de contorno à situação é o esquema de assinatura baseado em código, que conta com códigos de correção de erros para oferecer segurança contra ataques quânticos.

4. Possibilidade de atores maliciosos

Outro risco de segurança potencial associado à computação quântica é a possibilidade de atores mal-intencionados usarem computadores quânticos para ataques cibernéticos.

Um ator mal-intencionado pode usar um computador quântico para invadir uma rede segura ou roubar informações confidenciais.

Atualmente, estão sendo desenvolvidas técnicas para detectar e impedir que ataques cibernéticos quânticos atravessem essa barreira, como a distribuição de chaves quânticas, que permitem que duas partes troquem chaves criptográficas por um canal quântico com segurança — técnica projetada para ser segura contra ataques clássicos e quânticos.

O futuro da computação quântica

O futuro da computação quântica é incrivelmente brilhante.

Os pesquisadores estão fazendo progressos significativos no desenvolvimento de computadores quânticos que são mais poderosos e eficientes do que nunca. À medida que esses computadores se tornam mais poderosos e amplamente disponíveis, esperamos avanços significativos em vários setores.

No entanto, com este progresso, vem uma ameaça considerável à segurança. Devemos tomar medidas para proteger dados confidenciais de possíveis violações e desenvolver novos algoritmos de criptografia resistentes a ataques quânticos.

Com a abordagem certa, podemos aproveitar o poder da computação quântica, garantindo que nossos dados permaneçam seguros.

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*Enio Moraes é CIO na Semantix