Kvantdatorn knäcker krypto

Kvantdatorer dyker ibland upp på folks läppar när det pratas om framtiden, men hur smarta de egentligen är och vad de faktiskt ska användas till råder det ofta delade meningar om. Det amerikanska storföretaget IBM har länge arbetat med kvantdatorer. Faktum är att de till och med har en kvantdator fri för allmänheten att testa, IBM Q, via molnet på deras hemsida. Det finns också en mer högpresterande kvantdator att tillgå för beta-användare. Mikael Haglund är CTO på IBM Sverige. 

– Det som det pratas mest om är hur kvantdatorer kan komma att knäcka säkerhetskrypteringar då de kan faktorisera produkter av enormt stora primtal som i praktiken inte går med dagens superdatorer. Men dagens kvantdatorer är inte kraftfullare än superdatorerna. De vi har tillgång till på IBM har max 17 kvantbitar, och det är först i trakten av 40 generella kvantbitar som superdatorerna inte hänger med längre. Och för att knäcka krypton kan det krävas många fler kvantbitar än så. 
 
Vad är det kvantdatorerna gör som inte vanliga kan?

– Kvantdatorerna använder sig av kvantalgoritmer som kan räkna ut sådant som är fullkomligt omöjligt med vanlig datormatematik. Dagens krypteringar använder sig av publika kryptonycklar där de multiplicerat ihop två enorma primtal och ingen kan lösa nyckeln. Det är som att lämna din hemnyckel utanför din port och nyckeln väger tre ton utom just för dig. Även fast nyckeln är tillgänglig är den omöjlig att lösa - men en kvantdator skulle kunna plocka isär nyckeln i sina faktorer och knäcka koden.
 
Så kryptering kommer vara helt onödigt i framtiden?

– Nja, den här sortens krypteringar som vi använder nu är bara något vi kommit överens om. Vi behöver inte lägga ut en publik nyckel som går att knäcka, vi får helt enkelt byta krypteringsrutin. Om krypteringar bygger på andra strategier än publika nycklar så hjälper inte kvantdatorerna heller. 

Kan skapa nya mediciner

Ett annat användningsområde för kvantdatorer kan framöver komma att bli biomedicin. Med kvantmekaniska system kan man beräkna hur molekyler beter sig rent matematiskt och på så sätt förstå hur de agerar med andra molekyler. Man kan alltså på en detaljerad nivå förstå vad som faktiskt händer i molekylernas värld, och resultatet kan förmodligen bland annat skapa nya mediciner, menar Mikael Haglund. 

– Jag har ett exempel: Att ta kväve ur luften för att skapa konstgödsel är en väldigt energikrävande process, men mikroorganismer kan göra det med bara solens hjälp. Hur går det till rent praktiskt? Det är otroligt svårt att beräkna utifrån matematiska modeller, men med kvantmekaniska beräkningar kan vi lösa dessa fenomen och det på en rätt rimlig tid. Där kan vi teoretiskt se enorma förändringar framöver.

Kräver väldig kyla

Med kvantdatorer finns dock en stor nackdel - de är tekniskt mycket svåra att bygga. Miljön där själva datorerna vistas är väldigt känsliga för brus och andra typer av störningar så det måste vara helt tyst. Konstiga vibrationer kan leda till felrättande koder. Det måste också vara extremt kallt i datorn, nämligen 14 millikelvin. Den siffran är nära gränsen till hur kallt det överhuvudtaget kan bli, 0 kelvin (-273,15 celsius), vilket är kallare än i yttre rymden.
 
Trots svårigheterna rent praktiskt så tror Mikael Haglund att kvantdatorerna kan komma att spela en viktig roll i framtiden. De kommer rimligtvis inte att användas av lekmän hemma i stugorna, men inom avancerad forskning och som komplement till AI och machine learning kommer datorerna att vara vanligt förekommande. 

– Maskininlärning, AI och kognitiva system är ju i detta nu ett exploderande område. Det dyker upp överallt och är som en liten hammare som alla försöker lösa sina problem med. Det kommer också att ge oss massa fördelar som mänsklighet. Men framöver kommer vi att använda maskininlärning tillsammans med kvantdatorerna. Kvantdatorerna kan stå för tung beräkning, AI för hjälp vid föreberedelser och tolkning efteråt. De kommer inte bara vara fristående framöver utan kompletterande.