Questo sarà l'anno della svolta per il quantum computing. Nel 2020il quantum computing ha compiuti significativi passi avanti e secondo le nostre previsioni, nel 2021 si avvicinerà ancora di più a diventare realtà. In ogni caso, è ragionevole ipotizzare che la preparazione a questo nuovo scenario richiederà più tempo del previsto, quindi è bene iniziare subito a proteggere le proprie organizzazioni.

Abbiamo preparato un riepilogo dei principali progressi in ambito quantistico compiuti nel 2020 e alcune nostre proiezioni per il 2021.

I progressi del 2020

Nell'anno passato sono successe molte cose e mentre molti di noi sono passati al lavoro da remoto, lo sviluppo della tecnologia quantistica ha continuato a progredire. Ecco in sequenza alcuni dei progressi del quantum computing nel 2020.

Marzo

• Ricercatori presso il U.S. Army Research Laboratory creano un sensore quantistico in grado di rilevare le comunicazioni sull'intero spettro di frequenza radio.

Giugno

• Gli scienziati compiono un passo storico: l'osservazione del quinto stato della materia quantistica nello spazio.

Luglio

• IBM avvia una collaborazione con importanti università e società giapponesi per sviluppare applicazioni di quantum computing per la finanza, lo sviluppo di materiali e le imprese.

Agosto

• Robin Harper, ricercatore post-dottorato al Nano Institute dell'Università di Sydney, insieme ai colleghi supera uno dei principali ostacoli alla creazione di computer quantistici, mediante un algoritmo di sistema per caratterizzare il rumore (interferenza o instabilità).
• Inoltre l'ETSI pubblica nuove strategie e raccomandazioni per la migrazione a schemi che proteggano da minacce su scala quantistica.
• Alcuni studenti dell'Università di Chicago trovano un modo per far durare gli stati quantistici fino a 10.000 volte più a lungo.
• Un team di scienziati austriaci e cinesi riesce per la prima volta a completare il teletrasporto di stati quantistici tridimensionali.

Settembre

• Google segna una tappa fondamentale per la quantistica: stimolando una reazione chimica in un computer quantistico, apre alla chimica quantistica e ad altre possibili scoperte o invenzioni.
• IBM annuncia la propria quantum roadmap, secondo la quale sarà in grado di mettere a punto un computer quantistico da 1000 qubit entro il 2023.

Ottobre

• IonQ presenta un computer quantistico da 32 qubit perfetti, con errori di gate bassi, che si prevede avrà un volume quantistico (valore che indica la potenza della macchina) di oltre 4 milioni.
• IBM annuncia di aver ridotto i servizi per l'IT per concentrarsi sul cloud e il quantum computing.
• L'Accredited Standards Committee (ASC X9) pubblica un nuovo standard per l'uso della crittografia a chiave pubblica nelle firme digitali.
• Negli Stati Uniti, il National Quantum Initiativepubblica un rapporto sulla strategia nazionale per il quantum computing.

Novembre

• Scienziati del Max Planck Institute of Quantum Optics testano con successo alcuni principi di meccanica quantistica con un livello di precisione quasi doppio rispetto alla spettroscopia a idrogeno disponibile fino a oggi. Questi test li portano molto vicino a risolvere il dilemma delle dimensioni del protone.

Previsioni per il 2021

Considerati gli importanti progressi di quest'anno verso la realizzazione di computer quantistici su ampia scala, la previsione per il 2021 è semplice: si proseguirà su questa strada. Previsione che sarà quasi certamente confermata. Una delle società appena citate probabilmente annuncerà nel 2021 di aver usato un computer quantistico per risolvere un problema pratico su cui i supercomputer tradizionali si erano arenati.

Il prossimo grande traguardo nell'evoluzione dei computer quantistici pronti per la commercializzazione sarà la capacità di risolvere problemi che i supercomputer tradizionali non saprebbero risolvere. Questo non significa che i metodi di crittografia come RSA o ECC siano a rischio, perché per violarne gli algoritmi servono computer quantistici di dimensioni ancora non esistenti nel 2021. Ma la loro capacità di risolvere problemi pratici farà confluire nuovi investimenti nello sviluppo di strumenti quantistici sempre più performanti. Si tratta dello stesso circolo virtuoso definito nella legge di Moore, per cui i computer classici diventano sempre più potenti ogni anno.

Le transizioni in crittografia richiedono tempo, a volte decenni, per questo le organizzazioni devono iniziare a prepararsi subito per essere pronte quando esisteranno computer quantistici abbastanza potenti. Gli istituti di standardizzazione e gli esperti di sicurezza stanno mettendo le basi di queste transizioni. Il National Institute for Standards and Technology (NIST) ha condotto di recente un workshop dal titolo Considerazioni sulla migrazione ad algoritmi di crittografia postquantistica ed entro il 2021 probabilmente ne selezionerà alcuni per la standardizzazione. Questo passaggio dovrebbe spingere a una rapida applicazione di questi algoritmi.

I progressi compiuti nel 2020 ci avvicinano rapidamente a trasformare la quantistica in realtà. Il 71% dei professionisti dell'IT ritiene che il quantum computing rappresenterà una minaccia molto diffusa nel prossimo futuro. Le imprese che non si stanno iniziando a preparare ora, potrebbero trovarsi impreparate già nel 2021.

Preparati ora

Se la tua organizzazione non ha ancora avviato la preparazione alla transizione quantistica, forse è il caso di aggiungerla ai propositi del nuovo anno. Nei prossimi 5-10 anni il quantum computing sarà molto probabilmente una realtà, e anche se gli scienziati lo hanno già detto più volte, forse ora siamo davvero alla svolta.

E anche se probabilmente ci vorrà un decennio perché sia veramente diffusa, non è una gara che ci si può permettere di perdere. In sostanza, si apre una gara fra le aziende e i computer in cui non è possibile restare indietro.

Per aiutarti a partire con il piede giusto, DigiCert sta lavorando con esperti del settore a un ecosistema di infrastruttura a chiave pubblica (PKI) a prova di futuro e di minacce quantistiche. Inoltre ha creato un toolkit di crittografia post-quantistica (PQC) per consentirti di testare certificati PQC/RSA ibridi rispetto ad algoritmi quantistici.

Il kit di test PQC di DigiCert include:

• Certificati TLS ibridi RSA/PQC
• Un server web Apache modificato/server catalyst ISARA
• Browser Firefox personalizzato

Leggi gli altri post del nostro blog sulle previsioni per la sicurezza del nuovo anno e per il futuro.