Теория ограничивает квантовые компьютеры в борьбе с шифрованием RSA
Физик из Оксфорда предложил новую математическую версию квантовой механики — «рациональную квантовую механику» — которая ставит предел росту мощности квантовых компьютеров. Это означает, что квантовые системы перестанут масштабироваться экспоненциально сверх определённого количества кубитов и не смогут обеспечить обещанный сверхбыстрый взлом алгоритмов шифрования, таких как RSA.
Идея касается фундаментального математического описания квантовых систем через пространство Гильберта, размерность которого в классической теории растёт экспоненциально с количеством кубитов. В предлагаемом подходе пространство рассматривается не как непрерывное, а как дискретное множество элементов, что ограничивает количество информации и приводит к линейному росту мощности квантовых систем.
Принципы рациональной квантовой механики и лимит кубитов
В традиционной квантовой механике количество состояний, которые система из N кубитов может одновременно обрабатывать, растёт пропорционально 2^N, что даёт квантовым вычислениям их экстраординарное преимущество. В новой теории, по словам автора, свыше примерно 1000 кубитов начинается «перенасыщение»: не хватает информации, чтобы полноценно описать все состояния. Это приводит к утрате квантового преимущества, поскольку алгоритмы, использующие полное пространство Гильберта, перестают ускорять вычисления по сравнению с классическими методами.
Такой предел подрывает не только надежды на бесконечную производительность квантовых машин, но и возможность их применения для взлома RSA. По нынешним оценкам, для эффективного взлома RSA требуется как минимум 4096 кубитов. На практике достичь такой мощности будет невозможно — практически до этого значения система «выдохнется» и перестанет масштабироваться экспоненциально.
Проверка теории и её вызовы
Сам автор признаёт, что квантовая механика — одна из самых проверенных и надёжных теорий физики, поэтому любые изменения рискованны и требуют подтверждений. Тем не менее он предлагает эксперимент с переплетением большого числа кубитов, чтобы обнаружить снижение производительности, если ограничение действительно существует.
Проблема в том, что пока не существует ни экспериментальных данных, ни наблюдаемых эффектов, которые бы указывали на дискретность физического пространства в описании квантовых процессов. Сейчас «рациональная» квантовая механика — смелое предположение, которое должно пройти сложный путь от математической идеи до полного экспериментального доказательства.
Несмотря на скептицизм, идея напоминает, что границы квантовых технологий ещё далеки от окончательной ясности. Если новая теория подтвердится, это уменьшит страхи по поводу квантового взлома RSA и заставит искать другие пути развития вычислительной техники.
