KVANTINĖS LENKTYNĖS PERRAŠO KIBERNETINIO SAUGUMO STANDARTUS

Daug kas baiminasi dėl dirbtinio intelekto (DI) baubo, bet retas žino apie kvantinius kompiuterius ir kaip pasaulis keisis jiems atsiradus. Pasak ekspertų, bene labiausiai keistis turėtų požiūris į duomenų saugumą. Ne tik valstybėms, bet ir verslui verta ruoštis jau dabar.

Tik laiko klausimas

Šiuo metu viešojoje erdvėje dėmesį kausto su DI technologijų augimu susiję klausimai: kaip apsisaugoti nuo įvairių manipuliacijų; kaip keičiasi skaitmeninio saugumo standartai; galiausiai kaip pasikeis darbo rinka, ar DI iš jos neišstums kai kurių profesijų atstovų?

Dirbtinio intelekto įrankių kūrėjai „OpenAI“ praėjusią savaitę paskelbė pradedantys kurti garsiojo „ChatGPT“ pokalbių roboto verslo versiją, nes, pasirodo, taip sensacingai startavusi programėlė jau praranda vartotojus. Tai iš dalies galima susieti ir su vasaros laikotarpiu, kai mokiniams ir studentams nereikia rašyti referatų, kadangi pagrindinis „ChatGPT“ vartotojas yra 18–24 metų amžiaus žmogus, bet faktas išlieka: susidomėjimas DI pokalbių roboto sensacija blėsta. Tačiau kodėl bendra DI technologijų plėtra sulaukė didesnio žiniasklaidos ir visuomenės susidomėjimo nei kvantinės naujienos?

„Nord Security“ technologijų vadovas Marijus Briedis atsako, kad yra keletas priežasčių. „Nebuvo taip, kad DI tiesiog staigiai sprogo. Šios technologijos, ypač kalbant apie „OpenAI“, buvo kuriamos mažiausiai dešimt metų. Tačiau svarbiausia, kad „OpenAI“ surado savo vartotoją – tiek su „ChatGPT“, tiek su „DALL-E“ vaizdo kūrimo įrankiu, tiek su „Codex“, pereinant prie labiau programavimo kalbų. Galutinis vartotojas turi labai lengvą priėjimą prie įrankio, juo gali naudotis diena iš dienos. Prie kvantinių kompiuterių šiuo metu visas pasaulis dar yra eksperimentinėje fazėje, dar nėra labai apčiuopiamo jų panaudojimo verslams, pavieniams vartotojams“, – teigia technologijų žinovas.

Tačiau tai tėra laiko klausimas, neabejoja M. Briedis. Jis taip pat įsitikinęs, kad kvantiniai kompiuteriai ir DI technologijos susidraugaus: „skaičiavimų, kuriuos atlieka kvantiniai kompiuteriai, informaciją reikės apdoroti, o dirbtinis intelektas bus geriausias įrankis, kurį turime.“

Eksperimentai: pasak M. Briedžio, vis dar ieškoma, kur būtų galima praktiškai panaudoti kvantinių kompiuterių technologijas, ir naujų sričių nuolat atsiranda. Tačiau tuo pat metu reikia suprasti, kad kalbama apie įspūdingas pinigų sumas, kurias investuoti gali ne visi verslai. / „Nord Security“ nuotr.

Kvantinės ištakos

Viskas prasidėjo nuo kvantinės mechanikos. Pasak M. Briedžio, kvantinė mechanika kaip mokslas dar yra labai jaunas, tačiau, vos tik mokslininkams suvokus, kad su kubitu (arba kitaip – kvantiniu bitu) galima pradėti skaičiuoti ir taip jį įdarbinti, kaipmat užgimė kvantinio kompiuterio kūrimo idėjos.

„Pirmieji pagrindiniai moksliniai darbai atsirado 1980–1990 m., tai buvo akademinių skaičiavimų, panaudojimo būdų paieškos periodas. Rimtesni eksperimentai prasidėjo nuo 2000-ųjų, didžiosios įmonės pradėjo labai stipriai į tai investuoti, tada ir valstybės suprato, kad nereikėtų atsilikti“, – teigia M. Briedis.

„Eksperimentinis periodas, sakyčiau, vyksta iki šiol ir tie žmonės, kurie seka kvantinius kompiuterius ir jų pasaulį, mato, kad yra labai daug sumišimo, nėra apibrėžtų standartų, neaišku, ką viename kompiuteryje reiškia 53 kubitai ir ką tai reiškia kitame, nes skirtinguose kompiuteriuose jie gali būti visiškai skirtingai skaičiuojami“, – tęsia jis.

Didžiausias iššūkis kvantiniams kompiuteriams yra pati fizika, nes tradicinio kvantinio kompiuterio veikimui reikia –270 °C temperatūros – tai pasiekti labai sunku. „Kvantiniai kompiuteriai šiuo metu yra kaip didelės laboratorijos, kaip kad mūsų kompiuteriai kažkada būdavo dideli skaičiavimo centrai. Kiek laiko užtruks, kol mes ateisime iki mažų kompiuterių, kuriuos turime, ar netgi telefonų – sunku pasakyti, bet tai tikrai užtruks“, – teigia M. Briedis.

Nuo vaistų iki pinigų

Nors kvantinių kompiuterių technologijos tebėra kuriamos, gyvenimui su jomis reikėtų ruoštis jau šiandien, mat laukia daug pokyčių. „Keisis viskas, kas yra susiję su skaičiavimais, – pirmiausiai išskiria M. Briedis. – Kad būtų galima geriau įsivaizduoti, įprastas, net ir galingiausias kompiuteris tam tikrus skaičiavimus atlieka valandą, o kvantinis kompiuteris tą patį gali atlikti per keletą sekundžių. Skirtumas yra beprotiškas.“

Jau yra sukurtos technologijos kvantinei simuliacijai, pavyzdžiui, Prancūzijoje yra įmonė, kuri simuliuoja vaistus ir jų panaudojamumą. „Vaistams atsirasti reikia ilgo periodo žmonėms testuoti, kad būtų suvokta, kokią žalą ar naudą jie gali daryti, o su kvantiniu kompiuteriu apskaičiuoti visas įmanomas žalas ir naudas galima atliekant vadinamąsias kvantines simuliacijas (angl. quantum simulations)“, – pasakoja M. Briedis.

Kitas įdomus kvantinių kompiuterių panaudojimas susijęs su kvantiniais jutikliais (angl. quantum sensing), kai kvantinis kompiuteris apskaičiuoja, pavyzdžiui, kur konkrečiai yra asmuo. Numatoma, kad kvantinių jutiklių galimybės tikriausiai visiškai pakeis palydovus ir šiandien plačiai naudojamas GPS sistemas.

„Prieš penkerius–šešerius metus buvo diskutuojama ir apie kvantinius pinigus, kad jų nebūtų įmanoma padirbti, jeigu jie būtų kuriami kvantiniu būdu. Arba galime kalbėti ir apie orų simuliaciją, nes kvantinis kompiuteris galėtų žymiai tiksliau nustatyti orus, negu mes galime dabar“, – sako M. Briedis.

„Vis dar ieškoma daugiau būdų, kam būtų galima praktiškai panaudoti kvantinių kompiuterių technologijas ir naujų sričių nuolat atsiranda. Aišku, kalbame apie beprotiškai dideles pinigų sumas, bet pirmieji verslai jau pradeda iš to uždirbti“, – tikina jis.

Nulaužti visą kriptografiją

Daug priklauso nuo finansinių galimybių ir kiek kvantinės technologijos gali daryti įtaką atitinkamiems sektoriams, tačiau verslo atstovams domėtis ir suprasti, kad yra ne tik dirbtinis intelektas, bet ir kvantinė mechanika, kad būtent kvantiniai kompiuteriai užims svarbią vietą technologijų pasaulyje, vertėtų jau dabar.

Kibernetinio saugumo ekspertas, Vilniaus universiteto (VU) Kauno fakulteto doc. dr. Šarūnas Grigaliūnas sako, kad kartu su kvantinės kompiuterijos galimybėmis turi būti akcentuojamos ir jos keliamos grėsmės, pavyzdžiui, visų žinomų šiuolaikinių šifravimo algoritmų neatsparumas kvantiniams kompiuteriams.

„Kai kuriais atžvilgiais 1 000 kubitų būtų galingesni už galingiausią pasaulyje superkompiuterį. Tačiau kvantinių kompiuterių paskirtis nėra pagreitinti įprastinius kompiuterius. Veikiau suteikti eksponentinį pranašumą sprendžiant tam tikrų sričių problemas, pavyzdžiui, faktorizuojant labai didelius skaičius, o tai turi didelę reikšmę kibernetiniam saugumui“, – aiškina doc. dr. Š. Grigaliūnas.

„Deja, kubitai iš esmės yra nestabilūs. Kubito ir jį supančios aplinkos sąveika per kelias mikrosekundes gali sugadinti informaciją. Izoliuoti kubitus nuo aplinkos, pavyzdžiui, atšaldant juos beveik iki absoliutaus nulio, yra sudėtinga ir brangu. Didėjant kubitų skaičiui, didėja triukšmas, todėl reikia taikyti sudėtingus klaidų taisymo metodus“, – tęsia jis.

Pasak eksperto, kita kvantinė sąvoka, kuri yra svarbiausia kvantiniams skaičiavimams, yra susietumas – kubitai gali būti susieti vienos juos apibūdinančios kvantinės būsenos. „Išmatuokite vieną jų ir akimirksniu sužinosite kito būseną. Susipynimas yra svarbus kvantinėje kriptografijoje ir kvantiniame ryšyje. Kitaip tariant, jau šiandien reikia ieškoti naujų kibernetinio pažeidžiamumo apsaugos formų“, – pabrėžia doc. dr. Š. Grigaliūnas.

Prieš penkerius–šešerius metus buvo diskutuojama ir apie kvantinius pinigus, kad jų nebūtų įmanoma padirbti, jeigu jie būtų kuriami kvantiniu būdu.

M. Briedis taip pat primena, kad egzistuoja legendinis Shoro dokumentas, kuris buvo parašytas praėjusio amžiaus pabaigoje. „Jis iš esmės sako, kad su kvantiniais kompiuteriais mes galime nulaužti savo klasikinę kriptografiją, kurią turime dabar. Matematiškai viskas įrodyta, dabar, turbūt, reikia tik to sulaukti, todėl verslui reikia pradėti apie tai galvoti“, – sako jis.

Jau yra įrankių

Viename iš JAV žvalgyboje dirbusio pagal sutartį Edwardo Snowdeno 2013 m. nutekintų dokumentų buvo minimas ir projektas, kuriuo siekiama sukurti kvantinį kompiuterį, kad būtų galima įveikti visą egzistuojančią kriptografiją.

„Jau tuo metu tam tikros valstybės į tai investavo ir, kadangi, kaip jau minėjau, teoriškai jau buvo įrodyta, kad tai įmanoma padaryti, visas kriptografinis pasaulis labai sujudo ir pradėjo kurti naujus standartus, kurie buvo priimti prieš keletą metų. Yra paruošta teorinė medžiaga, ką verslui daryti, kaip pereiti į pokvantinę kriptografiją, kad būtum saugus visoms šiuo metu žinomoms kvantinėms atakoms. Didžioji dalis verslų tam jau ruošiasi“, – sako M. Briedis.

„Neseniai „Google“ paleido „Chrome“ naršyklę su kvantinio algoritmo palaikymu – tiesiog gali imti ir naudoti. Didžiosios įmonės jau juda link to ir mažieji verslai anksčiau ar vėliau irgi tą darys. Kvantiniai kompiuteriai jau pakeitė požiūrį į saugumą“, – pabrėžia jis.

Doc. dr. Š. Grigaliūnas sako, kad ruoštis reikia ne tik verslams, bet ir visai Lietuvai: „Reikėtų užtikrinti nusikalstamų veikų kibernetinėje erdvėje prevenciją, užkardymą ir tyrimą panaudojant inovatyvias priemones; didinti valstybės kibernetinės gynybos pajėgumą; skatinti ir populiarinti kibernetinio saugumo kultūrą.“

Ar turėsime namuose?

Pasak doc. dr. Š. Grigaliūno, pasaulyje šiuo metu vyksta savotiškos kvantinės lenktynės. Kvantinius kompiuterius jau yra sukūrusios tokios valstybės kaip Kinija, Vokietija, JAV, Kanada. „Vis galingesni kompiuteriai sukuriami ne tik kasmet, bet kone kiekvieną mėnesį. Pavyzdžiui, kinų startuolis „SpinQ“ rinkai siūlo stalinius kvantinius kompiuterius vos už 5 000 eurų, tad jie tampa prieinami ne tik mokslininkams, bet ir asmeniniam, privačiam naudojimui“, – pastebi tyrėjas.

Tačiau M. Briedis sako, kad paprastai šiandien namų vartotojams rinkoje siūlomi kvantiniai kompiuteriai nėra labai galingi – 2–3kubitų. „Jie kainuoja gana brangiai, bet įmanoma nusipirkti, eksperimentuoti ir tikriausiai kol kas tiesiog paprastus skaičiavimus atlikti greičiau“, – sako ekspertas.

„Ar namuose turėsime vien kvantinius kompiuterius? Manau, kad ne. Pastaruoju metu aiškėja, kad reikės kažkokio hibrido, greičiausiai bus du procesoriai, t. y. mūsų žinomas senas CPU ir kvantinis su kubitais, kai pastarasis bus tiesiog užprogramuotas greitai atlikti tam tikrą skaičiavimą, ir, tuos kvantinio kompiuterio duomenis gavę, apdorosime CPU arba GPU procesoriais“, – aiškina M. Briedis.

„Tačiau gali būti, kad kvantinių kompiuterių technologija apsivers dar keletą kartų, nes dabar kinai eksperimentuoja su fotonais, prieš tai eksperimentavo su kubitais…“ – pabrėžti skuba jis.

Liepos mėnesį į kvantines lenktynes – bent jau oficialiai – stojo ir Rusija. Ji pristatė savo 16 kubitų kompiuterį. Anot M. Briedžio, šiuo metu pasaulyje galingiausią, 433 kubitų kvantinį kompiuterį yra sukūrusi JAV kompiuterių milžinė IBM. „Kiekvienas kubitas galios duoda eksponentiškai, todėl, palyginti su Rusijos 16 kubitų kompiuteriu, galima įsivaizduoti, kiek rusai dar atsilieka nuo elito“, – sako ekspertas.

„Kalbant apie šalis ir įmones, veikiančias kvantinių kompiuterių srityje, pirmauja IBM, antroje vietoje, turbūt, yra „Google“ ir šalys – JAV, Kinija, pastaruoju metu labai daug pinigų į tai investuojanti ES“, – dalijasi technologijų žinovas.

„Lenktynės tikrai vyksta, bet ką IBM pažada, tai tikrai įvykdo, ir tai yra įspūdinga stebėti, nes suvaldyti kiekvieną kubitą yra beprotiškai sunku“, – tvirtina M. Briedis.