Algoritma Kuantum Baru Memungkinkan Komputer 20-Juta-Qubit Menembus RSA-2048 dalam 8 Jam

• Peneliti mengembangkan algoritma kuantum baru yang menggunakan lebih sedikit sumber daya untuk melakukan perhitungan pengodean.
• Komputer kuantum 20 juta qubit yang berjalan dengan algoritma ini akan membutuhkan waktu hanya 8 jam untuk menembus enkripsi RSA 2.048-bit.

Tidak diragukan lagi bahwa komputer kuantum akan mampu menembus kode enkripsi yang ada yang digunakan untuk mengirim pesan rahasia. Teknik enkripsi ini tidak pernah sepenuhnya andal. Sebaliknya, mereka bergantung pada fungsi matematika kompleks yang bekerja hanya dalam satu arah, sehingga mudah untuk mengenkripsi informasi.

Keamanan teknik semacam ini berdasarkan waktu yang dibutuhkan komputer klasik untuk mendekripsi informasi. Teknik enkripsi modern hampir tidak dapat ditembus, karena akan membutuhkan ribuan tahun untuk komputer saat ini untuk mendekripsi kode mereka.

Namun, komputer kuantum akan mampu menembus kode ini dengan mudah, dan mesin-mesin ini cukup dekat dengan kenyataan dari yang diharapkan.

Baru-baru ini, peneliti di Google dan KTH Royal Institute of Technology di Swedia menemukan teknik yang lebih efisien yang dapat digunakan komputer kuantum untuk mendekripsi pesan rahasia. Ini akan memungkinkan komputer kuantum untuk menggunakan lebih sedikit sumber daya untuk melakukan perhitungan pengodean.

Komputer Kuantum Semakin Kuat

Pada 1994, ahli matematika Amerika Peter Shor mengembangkan algoritma kuantum untuk memfaktorkan bilangan besar secara eksponensial lebih cepat dari algoritma terbaik yang berjalan pada komputer klasik. Dia menyarankan bahwa mesin kuantum yang cukup kuat dapat menembus teknik enkripsi modern dengan mudah.

Dalam dekade terakhir, banyak kemajuan telah dicapai dalam komputasi kuantum. Pada 2012, ilmuwan mampu menggunakan komputer kuantum 4-qubit untuk memfaktorkan '143'. Dua tahun kemudian, mereka menggunakan mesin yang serupa untuk memfaktorkan '56153'.

Mengpertimbangkan tingkat kemajuan, komputer kuantum segera akan mampu mengalahkan komputer saat ini. Setidaknya itulah yang diharapkan ilmuwan beberapa tahun yang lalu.

Ternyata memfaktorkan bilangan besar dalam mesin kuantum jauh lebih sulit dari yang diantisipasi. Ini karena derau yang signifikan dalam komputer kuantum besar. Masalah ini dapat diatasi dengan menggunakan kode koreksi kesalahan, yang sendiri membutuhkan qubit tambahan.

Referensi: arXiv:1905.09749 | MIT Technology Review

Mengambil faktor derau ini dalam pertimbangan, komputer kuantum akan membutuhkan satu miliar qubit untuk memfaktorkan bilangan 2048-bit (atau mendekripsi enkripsi RSA 2048-bit). Namun, komputer kuantum universal saat ini hanya memiliki 70 qubit.

Pangkat Modular

Algoritma baru memungkinkan komputer kuantum untuk melakukan perhitungan ini dengan hanya 20 juta qubit. Faktanya, peneliti telah menunjukkan bahwa perangkat kuantum yang berjalan dengan algoritma baru ini akan membutuhkan waktu hanya 8 jam untuk menembus enkripsi RSA 2.048-bit.

Metode mereka melakukan eksponensiasi modular — jenis eksponensiasi yang dilakukan atas modulus — secara efisien. Operasi matematika ini komputasional mahal dalam algoritma Shor.

Peneliti telah menemukan berbagai cara untuk mengoptimalkan operasi ini, secara dramatis mengurangi sumber daya yang diperlukan untuk menjalankan algoritma.

Baca: 5 Prosesor Kuantum yang Memiliki Paradigma Komputasi Baru

Meskipun komputer kuantum dengan 20 juta qubit tidak feasible di masa depan yang dekat, ahli keamanan harus memikirkan bentuk enkripsi baru yang bahkan tidak dapat ditembus oleh komputer kuantum yang kuat.