Artigo – Um povo (des)tecnológico

Por Oswaldo Bezerra

Desde que foi anunciado o computador quântico, tem havido um número crescente de artigos na web prevendo o fim da criptografia usada atualmente como a do Bitcoin em particular. Atualmente, todos os algoritmos conhecidos (clássicos) para derivar a chave privada da chave pública requerem uma quantidade astronômica de tempo para realizar tal cálculo e, portanto, não são práticos.

Em 1994, o matemático Peter Shor publicou um algoritmo quântico que pode quebrar a suposição de segurança dos algoritmos mais comuns de criptografia assimétrica. Com isso, qualquer pessoa com um computador quântico poderia usar esse algoritmo para derivar uma chave privada de sua chave pública correspondente e, assim, falsificar qualquer assinatura digital.

No blockchain do Bitcoin, atualmente se leva cerca de 10 minutos para as transações serem exploradas (a menos que a rede esteja congestionada, o que acontecia com frequência no passado). A rede estará segura contra um ataque quântico enquanto o tempo de cálculo for astronômico. Contudo, estimativas científicas atuais prevêem que um computador quântico levará cerca de 8 horas para quebrar uma chave RSA, e alguns cálculos específicos prevêem que uma assinatura Bitcoin pode ser hackeada em 30 minutos.

A Deloitte observa que a solução seria a “criptografia pós-quântica” para construir aplicativos de blockchain robustos e à prova de “futuro”. Esse cuidado se aplica não apenas ao Bitcoin, mas a qualquer aplicativo existente que use chaves públicas-privadas.

Uma das soluções simples propostas é dobrar o tamanho da chave, mas há considerações práticas. Uma consideração prática sobre a escolha entre algoritmos criptográficos pós-quânticos é o esforço necessário para enviar chaves públicas pela Internet.

O que são computadores quânticos?

Os computadores clássicos, que incluem smartphones e laptops, codificam as informações em “bits” binários que podem ser 0s ou 1s. Em um computador quântico, a unidade básica de memória é um bit ou qubit quântico.

Por exemplo, oito bits são suficientes para um computador clássico representar qualquer número entre 0 e 255. Mas oito qubits são suficientes para um computador quântico representar todos os números entre 0 e 255 ao mesmo tempo. Algumas centenas de qubits emaranhados seriam suficientes para representar mais números do que átomos no universo.

Em situações onde há um grande número de combinações possíveis, os computadores quânticos podem considerá-las simultaneamente. Os exemplos incluem tentar encontrar os fatores principais de um número muito grande ou a melhor rota entre dois lugares.

Como os 7 bits podem representar tanto?

A revisão da tecnologia descreve a superposição. Qubits podem representar várias combinações possíveis de 1 e 0 ao mesmo tempo. Essa capacidade de estar simultaneamente em vários estados é chamada de superposição. Para colocar os qubits em superposição, os pesquisadores os manipulam usando lasers de precisão ou feixes de micro-ondas.

É possível gerar pares de qubits que são “emaranhados”, o que significa que os dois membros de um par existem em um único estado quântico. Mudar o estado de um dos qubits mudará instantaneamente o estado do outro de uma forma previsível. Isso acontece mesmo se eles estiverem separados por distâncias muito longas.

Ninguém sabe realmente como ou por que o emaranhamento funciona. Isso até deixou Einstein perplexo, que o descreveu como uma “ação assustadora à distância”. Mas é a chave para o poder dos computadores quânticos.

São necessários computadores super-resfriados e câmaras de vácuo para manter os qubits estáveis ​​por tempo suficiente para realizar um cálculo complexo.

O potencial.

A Airbus, por exemplo, está usando-os para ajudar a calcular os caminhos de subida e descida mais eficientes em termos de combustível para aeronaves. E a Volkswagen revelou um serviço que calcula as rotas ideais para ônibus e táxis nas cidades, a fim de minimizar o congestionamento.

Objetivo da Google e da UCT da China

O Wall Street Journal relatou que o objetivo da Google é ter comercial um computador quântico até 2029. Eles planejam gastar bilhões de dólares para construir um computador quântico que possa realizar negócios em grande escala e cálculos científicos sem erros. A empresa abriu inclusive um campus na Califórnia no esforço deste projeto.

A Google afirma que precisará construir uma máquina de 1 milhão de qubit, capaz de realizar cálculos confiáveis ​​sem erros. Seus sistemas atuais têm menos de 100 qubits. Já do outro lado do mundo, uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia da China construiu um tipo especial de computador quântico que demonstrou a supremacia quântica por uma larga margem.

A supremacia quântica é o ponto a partir do qual os processadores quânticos superam definitivamente os processadores eletrônicos clássicos, solucionando problemas que seriam impossíveis de solucionar com a tecnologia baseada na eletrônica em um período de tempo razoável.

No ano passado, o Google afirmou ter atingido a supremacia quântica com seu processador Sycamore, mas o resultado foi rapidamente contestado por diversas equipes. A IBM, por exemplo, respondeu que seus supercomputadores clássicos poderiam executar algoritmos comuns para fazer os mesmos cálculos em 2,5 dias, o que questiona a vantagem quântica.

Já a nova demonstração chinesa fez algo que supera tão de longe os computadores clássicos que parece não deixar margem a dúvidas. O processador quântico chinês, batizado de Jiuzhang, executou cálculos que seriam “impossíveis” de serem realizados por um supercomputador em um tempo razoável.

Por exemplo, o supercomputador japonês Fugaku, o computador clássico mais poderoso do mundo atualmente, levaria 600 milhões de anos para realizar os cálculos que o Jiuzhang fez em apenas 200 segundos. E o maior supercomputador chinês, o Sunway TaihuLight, o quarto mais poderoso do mundo, levaria 2,5 bilhões de anos para fazer o mesmo cálculo.

Enquanto isso, no Brasil, a Ciência brasileira sofre com cortes de verbas e encara um cenário sombrio para pesquisas em 2021. Pela previsão orçamentária do Governo Federal para 2021 somente o Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI) perderá 34% de sua verba anual. Caminhamos para a era das trevas. Em pouco tempo, estaremos tão atrasados em tecnologia tal qual eram os índios, em relação aos europeus, na época dos descobrimentos.

RG 15 / O Impacto