O algoritmo de Peter Scholl pode destruir a internet – mas ele não está preocupado

“Então, ele é Beyoncé neste evento?” uma jovem parada atrás de mim disse a um colega. Nós três ficamos atrás da multidão, olhando para todos os homens barbudos com suéteres laranja. vê-lo é Mona Lisa – apenas um vislumbre fugaz. “Seu algoritmo é o algoritmo que supera tudo”, disse um colega, vislumbrando brevemente pessoas posando para selfies e recebendo crachás de conferência assinados.

Estou participando da conferência Quantum.Tech World em Boston. Pedro Scholl é a atração principal. Scholl é um dos pesquisadores mais influentes da história da computação quântica, e tudo se resume à sua criação, conhecida como algoritmo de Scholl.

Na década de 1990, Scholl era pesquisador do Bell Laboratories em Nova Jersey. A computação quântica era um tópico de pesquisa relativamente desconhecido que não chamou sua atenção até que ele participou de um seminário com o pioneiro da computação quântica Umesh Vazirani. Lá, ele perguntou sobre problemas que os computadores quânticos poderiam resolver melhor do que os computadores clássicos. O problema era tão inventado que Scholl se perguntou se haveria algo mais prático que os computadores quânticos também pudessem fazer bem.

Durante um período de cerca de seis meses, culminando na primavera de 1994, ele não apenas identificou esse problema (fatoração de números muito grandes), mas também desenvolveu uma receita para um computador quântico para resolvê-lo. Nasceu o algoritmo de Scholl, que pode “destruir tudo”. Isto rapidamente foi reconhecido como uma contribuição notável para a área e deu aos pesquisadores uma razão urgente para realmente construir computadores quânticos.

A maior parte da criptografia moderna depende da tarefa matemática de fatorar números muito grandes. Enquanto os computadores se esforçarem para realizar esta tarefa, os nossos dados digitais, desde e-mails e ficheiros médicos até transações bancárias, permanecerão seguros. Mas um computador quântico executando o algoritmo de Scholl seria muito bom nisso. Na verdade, é tão bom que um computador quântico suficientemente poderoso possa usar o algoritmo de Scholl para descriptografar os dados mais seguros.

Mas durante um raro momento de silêncio para recuperar o fôlego em uma sala de palestras improvisada em uma conferência em Boston, Scholl me disse que não estava preocupado. “Temos um ótimo método para criptografia pós-quântica, só precisamos implementá-lo”, disse ele. Ele fez uma pausa e acrescentou um aviso: “Isso vai ser incrivelmente difícil”.

Na verdade, existem algumas formas bem pesquisadas de encriptar informações que são resistentes ao seu algoritmo, e instituições como o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) já estabeleceram padrões de encriptação resistentes ao quantum, mas adaptá-los é tecnicamente difícil e caro. Para grandes instituições, como bancos ou sistemas hospitalares, pode levar anos apenas para auditar as suas redes de comunicações em busca de potenciais pontos fracos, e pode então levar um tempo igualmente longo para atualizar os dispositivos e programas de computador que compõem a organização.

E o tempo está correndo. Embora os melhores computadores quânticos existentes ainda não sejam confiáveis ​​e não tenham o poder computacional para executar o algoritmo de Scholl, nos últimos anos assistimos a rápidos avanços nas capacidades de hardware e software da computação quântica. Gigantes da tecnologia como o Google estão atualmente almejando 2029 para completar a transição para a criptografia pós-quântica, e o presidente dos EUA, Donald Trump, anunciou recentemente que ordem presidencial Exige que todos os sistemas de alto valor e alto impacto do governo dos EUA tomem medidas semelhantes até 2031.

“(Os computadores quânticos) ainda são brinquedos, mas não serão brinquedos tão cedo”, disse Scholl. Ele disse que está impressionado com o trabalho que os pesquisadores fizeram para tornar os computadores quânticos maiores e também aumentar seu poder computacional. Os esforços da academia e da indústria para melhorar a forma como os computadores quânticos detectam e corrigem os seus próprios erros também são incríveis, diz Scholl.

Qualquer um que pense que qualquer coisa que um computador clássico possa fazer, um computador quântico pode fazer mais rápido está errado, diz ele. “Não creio que os computadores quânticos ajudem a prever o mercado de ações”, diz ele.

Na sua opinião, o conjunto de questões que os investigadores da computação quântica devem abordar é bastante restrito. Além da criptografia, Scholl diz que uma das principais aplicações da computação quântica é a simulação de sistemas complexos que vão desde a mecânica quântica e moléculas de interesse até a química e a biomedicina, além de alguns problemas de otimização. Ele tem um interesse particular em algoritmos de otimização, que, segundo ele, podem ter sido rapidamente rejeitados por alguns de seus colegas.

Mas ele reconhece que até agora o desenvolvimento de algoritmos quânticos mais verdadeiramente úteis tem se mostrado extremamente difícil. Por que ninguém desenvolveu algoritmos tão significativos e poderosos quanto ele? Ele diz duvidar que não sejamos inteligentes o suficiente para desenvolver algoritmos quânticos melhores ou que os computadores quânticos não sejam úteis para tantas tarefas.

Não podemos deixar de perguntar-lhe o que ele acha que deveríamos fazer para nos tornarmos mais inteligentes. Ele diz que deveríamos experimentar computadores quânticos reais para ver o que eles podem fazer e experimentar ideias estranhas. “Mas você tem que entender toda a mecânica quântica e toda a ciência da computação, e há realmente muito para aprender.”