I moderni metodi di crittografia, come RSA, si basano sul fatto che anche i computer classici più potenti non sono in grado di scomporre rapidamente un numero elevato in fattori primi. Tuttavia, i computer quantistici promettono di accelerare notevolmente questo processo, grazie a un algoritmo proposto nel 1994 da Peter Shor, che ha dimostrato che un computer quantistico potrebbe violare la crittografia RSA.
Negli ultimi 30 anni, gli scienziati hanno sviluppato attivamente computer quantistici, ma finora non sono stati in grado di creare un dispositivo abbastanza potente da eseguire l’algoritmo di Shor . Richiede un computer quantistico con circa 20 milioni di qubit, mentre i computer quantistici più moderni hanno circa 1.100 qubit.
Alcuni ricercatori si concentrano sulla costruzione di computer quantistici più potenti, mentre altri stanno cercando di migliorare l’algoritmo di Shor in modo che possa funzionare su dispositivi meno potenti. Un anno fa, lo scienziato della New York University Oded Regev ha proposto un miglioramento teorico dell’algoritmo che gli avrebbe consentito di funzionare più velocemente ma di richiedere più memoria.
Sulla base di questa idea, i ricercatori del MIT hanno sviluppato un nuovo approccio che combina la velocità dell’algoritmo di Regev con l’ efficienza della memoria dell’algoritmo di Shor. Il nuovo algoritmo non solo è veloce quanto quello di Regev, ma richiede anche meno qubit ed è anche più resistente al rumore nei sistemi quantistici, rendendone più pratico l’implementazione.
Questo nuovo algoritmo potrebbe svolgere un ruolo importante in futuro quando sarà necessario sviluppare nuovi metodi di crittografia in grado di resistere a potenti computer quantistici. Se i computer quantistici diventeranno abbastanza grandi, i metodi di crittografia tradizionali come RSA non saranno più sicuri e sarà necessario utilizzare nuove tecnologie di crittografia.
La ricerca è stata presentata alla Conferenza internazionale di crittologia del 2024. Gli scienziati del MIT hanno anche proposto un nuovo metodo per calcolare gli esponenti su un computer quantistico utilizzando i numeri di Fibonacci, consentendo di eseguire operazioni utilizzando solo due registri di memoria quantistica. Ciò rende il processo di calcolo più efficiente e riduce la quantità di memoria richiesta.
Inoltre, hanno proposto un metodo di correzione degli errori che consente di filtrare i risultati errati e utilizzare solo quelli corretti, il che rende l’algoritmo più adatto anche all’implementazione pratica.
In futuro, i ricercatori sperano di rendere l’algoritmo ancora più efficiente e di testarlo su un vero computer quantistico. Tuttavia, rimane la domanda su quanto questo risultato ci porti vicini alla violazione della crittografia RSA, dal momento che i miglioramenti attuali diventano utili solo quando si fattorizzano numeri significativamente più grandi di 2048 bit.
Pertanto, lo sviluppo del MIT rappresenta un passo significativo verso la creazione di algoritmi quantistici pratici che potrebbero avere un impatto significativo sulla sicurezza dei dati in futuro.
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