Uma associação que muitas pessoas fazem inicialmente é que a criptografia quântica tenha
alguma relação com a computação quântica para que ela possa funcionar. No entanto, elas são
áreas extremamente distintas e a única relaçao entre elas é indireta e bastante sutil, como
mostraremos a seguir.
A computação quântica é uma área um tanto quanto promissora que propõe o uso de
mecanismos quânticos para processar informações. A computação clássica que conhecemos
hoje é baseada em bits e algumas unidades lógicas fundamentais que exercem operações sobre
esses bits.
O que se procura na computação quântica é usar um sistema análogo, que consiste de
qubits (Quantum bits) e um conjunto de mecanismos quânticos capazes de realizar operações
sobre estes qubits.
As analogias e as correlações tem um certo limite, mas o poder de um computador
quântico é algo incrivalmente maior do que a computação clássica pode descrever. Um
exemplo clássico encontrado em todos os livros sobre computação quântica são os exemplos
dos 3 bits e dos 1090 flip-flops.
A diferença fundamental dos qubits para os bits clássicos é de que em qualquer momento
os bits clássicos estão em um estado bem definido. Suponha 3 bits clássicos, por exemplo: 010.
Uma das operações fundamentais da mecânica quântica é a superposição de todos os
estados clássicos permitidos, e com isso o crescimento da informação armazenada cresce
exponencialmente. Para os 3 bits do exemplo, temos 23 = 8 números complexos para a
representação. Ou seja, para representarmos 300 qubits na computação clássica,
precisaríamos de pelo menos 1090 bits. O impacto dessa informação vem quando afirma-se
que não existem 1090 átomos em todo o universo observável até o momento !
Muito bem, entende-se que o poder de processamento de um processador quântico seria
algo absurdamente incrível, mas qual a relação disto com a criptografia quântica? Vimos que
ela não exige processamento algum…
A relação é sutil e impressionante. Existe um algoritmo chamado Algoritmo de Schor, cuja
estrutura é quântica por natureza (sim, já existem algoritmos puramente quânticos e a pesquisa
sobre eles recebe um investimento elevadíssimo), capaz de fatorar números em tempo
polinomial.
Ironicamente, praticamente todos os algoritmos de encriptação usados hoje em dia,
inclusive todas as variantes do RSA, baseiam toda a sua segurança em uma grande chave, e a
recuperação da mensagem criptografada é feita através dos fatores primos que só quem
recebe conhece.
No entanto, com um computador quântico, achar esses fatores primos torna-se algo trivial
e muito rápido (vários anos de processamento clássico tornam-se segundos em um
computador quântico).
Como a criptografia quântica não baseia a segurança da informação em produtos de
números primos, ou algum outro algoritmo matemático, os poder de processamento dos
computadores quânticos não teria aonde ser aplicado. Ou seja: a ameaça dos computadores
quânticos acelera o desenvolvimento e aprimoramento da criptografia quântica para que se
possa continuar estabelecendo comunicações seguras.
Acredita-se que algumas formas de assinatura digital seriam seguras mesmo contra um
computador quântico, mas isto ainda precisa ser demonstrado.
