Yaygın olarak kullanılan RSA şifreleme algoritması artık yalnızca 100.000 kübite sahip bir kuantum bilgisayar tarafından kırılabiliyor ancak böyle bir makine oluşturmanın teknik zorlukları hâlâ çok fazla
Kuantum bilgisayarlar teorik olarak yaygın şifreleme yöntemlerini kırabilir
Yaygın bir veri şifreleme tekniğini kırmak için gereken kuantum hesaplama gücü miktarı on kat azaltıldı. Bu, şifreleme yöntemini on yıl içinde küçültülmüş boyuta ulaşabilecek kuantum bilgisayarlara karşı daha da savunmasız hale getiriyor.
RSA algoritması, çevrimiçi bankacılık ve güvenli iletişim gibi şeyler için kullanılan, en yaygın kullanılan şifreleme algoritmalarından biridir. Hangi iki asal sayının çarpılarak çok büyük bir sayı elde edildiğini bulmanın matematiksel zorluğuna dayanmaktadır. 1990’lı yıllardan bu yana araştırmacılar, bir kuantum bilgisayar kullanılarak bu zorluğun ortadan kaldırılabileceğini biliyorlardı, ancak böyle bir kuantum bilgisayar için gereken boyut, inşa edilebilecek boyuttan çok daha büyük olduğundan bu olasılık teorik olarak değerlendirildi.
Araştırmacılar daha büyük kuantum bilgisayarlar ürettikçe ve ihtiyaç duyulan tahmini boyut azaldıkça bu durum yavaş yavaş değişmeye başladı. 2019’da Google Quantum AI’dan Craig Gidney, bu gereksinimleri 170 milyondan 20 milyon kuantum bitine veya kubite düşüren bir makalenin ortak yazarı oldu. Ve 2025’te Gidney bu sayıyı bir milyon kübitin altına indirmenin bir yolunu buldu. Şimdi, Avustralya’daki Iceberg Quantum’dan Paul Webster ve meslektaşları bu sayıyı daha da aşağı çekerek yaklaşık 100.000 kubit’e düşürmeyi başardılar.
Araştırmacıların çalışması, algoritmik iyileştirmeler açısından Gidney’in çalışmasını temel alıyor ancak kübitleri bağlamak ve düzenlemek için qLDPC kodu adı verilen farklı bir şemanın kullanıldığını varsayıyorlar. Geçmişteki şemalarda kübitler yalnızca en yakın komşularıyla etkileşime girebiliyordu ancak qLDPC kodu, daha uzaktaki kübitlerle etkileşime girebilecekleri anlamına geliyordu. Bu yaklaşım, bağlantıyı artırır ve kuantum bilgisayar içindeki bilgi yoğunluğunu etkili bir şekilde artırır.
Bu bağlantı göz önüne alındığında ekip, şu anda IBM ve Google tarafından üretilenler gibi 98.000 süper iletken kubit için, yaygın bir RSA şifreleme biçimini kırmanın yaklaşık bir ay hesaplama süresi alacağını tahmin etti. Aynısını bir günde başarmak için 471.000 kübit gerekir.
Birkaç kuantum bilişim firması, on yıl içinde yüzbinlerce kübit içeren kuantum bilgisayarlar üretmeyi hedefliyor ve yeni tahmin, bunların neyden yapılacağı konusunda büyük ölçüde agnostik, sadece hata oranlarına ve kuantum bilgisayarın hızına bağlı. Bir ay boyunca hesaplama yapmanın pratikliğini bir kenara bırakırsak, Iceberg Quantum’un planı gerçekten pratikte uygulanabilir mi? Bunu yapabilen bir kuantum bilgisayardan sorumlu olan herkes, birçok e-postaya, banka hesabına ve hatta RSA şifrelemesiyle korunan gizli hükümet dosyalarına erişebilir.
Gidney, “Bu katı talepler donanımın yapımını zorlaştırıyor ve donanımın yapımı zaten işin en zor kısmı” diyor. Benzer şekilde, Austin’deki Texas Üniversitesi’nden Scott Aaronson, blogunda, yeni tahminle ilgili ana çekincesinin, uzak kübitler arasında gerekli bağlantıları pratik olarak tasarlamanın zorlukları olduğunu yazdı.
IBM’in araştırmacıları son yıllarda qLDPC kodlarını desteklediler ve firmanın kuantum bilgi işlem donanımını bunlara daha uygun hale getirdiler, ancak bu yaklaşımın ne kadar başarılı olabileceği belirsizliğini koruyor. IBM’in bir sözcüsü yaptığı açıklamada qLDPC kodlarının kuantum bilgisayarlarının “temel taşı” olacağını söyledi ancak yeni planın gerçekleştirilip gerçekleştirilemeyeceği konusunda yorum yapmadı.
Uzak kübitler arasındaki bağlantıların uygulanması, son yıllarda önem kazanan iki kuantum hesaplama yaklaşımı olan son derece soğuk atomlardan veya iyonlardan yapıldığında çok daha kolaydır. Ancak bu kuantum bilgisayarlar aynı zamanda daha yavaş çalışıyor ve bu da, yeni araştırmaya göre, konu RSA şifrelemesinin kırılması olduğunda sayılarının milyonlara ulaşabileceğini gösteriyor.
Yine Iceberg Quantum’dan Lawrence Cohen, “Bunun gibi olayların zaman çizelgeleri konusunda asla muhafazakar olmamanın önemli olduğunu düşünüyorum” diyor. “Birinin RSA’yı kırması büyük sonuçlar doğuracaktır ve bunun daha sonra yerine daha erken gerçekleşebileceği yönünde hata yapmak her zaman çok çok daha iyidir.”
RSA şifrelemesini kırmanın iyi çalışılmış bir sorun olduğunu ve bu nedenle güçlü bir kuantum bilgisayarı oluşturmak isteyen herkes için harika bir referans noktası olduğunu söylüyor; ancak ekibinin yaklaşımı, kuantum malzemeleri ve kuantum kimyasının daha iyi ve daha kullanışlı simülasyonlarını çalıştırmak için de kullanılabilir.
