A computação quântica está deixando de ser uma promessa distante e se tornando uma realidade cada vez mais palpável.
Por Abílio Branco, Regional Director of Data Security Brazil and SOLA | Thales DIS CPL
Regional Director of Data Security Brazil and SOLA | Thales Digital Identity and Security e CLP
Nos últimos anos, testemunhamos avanços significativos, com data centers quânticos operando globalmente e empresas como IBM e Google liderando o desenvolvimento dessa tecnologia.
No entanto, a computação quântica ainda enfrenta desafios cruciais antes de se consolidar como uma tecnologia amplamente adotada. Nesta linha, as implicações na jornada digital já exigem atenção imediata.
Por Que a Computação Quântica Ainda Não é Considera uma “Realidade”?
Apesar dos avanços e da existência de data centers quânticos, a computação quântica ainda não é considerada uma realidade completa por diversos motivos, entre eles:
1. Estabilidade e Confiabilidade dos Qubits
Os qubits, unidades básicas da computação quântica, são muito sensíveis a interferências, dificultando a execução de operações complexas. A estabilidade a longo prazo ainda é um desafio técnico muito grande.
2. Escalabilidade Limitada
Atualmente, os computadores quânticos em operação possuem um número limitado de qubits funcionais. Para resolver problemas complexos de forma eficiente, será necessário um número muito maior de qubits interconectados de maneira confiável e estável.
3. Erros e Correção de Erros
A taxa de erros em operações quânticas ainda é alta. Embora haja avanços em técnicas de correção de erros, essas soluções aumentam consideravelmente a complexidade e os recursos necessários para tornar os sistemas eficazes.
4. Custo e Infraestrutura
A construção e manutenção de data centers quânticos exigem infraestruturas altamente especializadas e investimentos elevaods. Por exemplo, manter qubits estáveis exige sistemas de resfriamento próximo ao zero, que requerem equipamentos caros e muito específicos.
Portanto, apesar dos progressos contínuos, a computação quântica ainda enfrenta obstáculos substanciais antes de se tornar amplamente acessível.
Atividades Atuais dos Data Centers Quânticos
Embora ainda em fase de desenvolvimento, os data centers quânticos já realizam diversas atividades importantes, como:
1. Processamento de Dados Complexos
Utilizam qubits para resolver problemas que seriam impraticáveis para computadores tradicionais, como simulações químicas detalhadas e otimização de sistemas.
2. Pesquisa e Desenvolvimento de Algoritmos Quânticos
Desenvolvem e testam novos algoritmos que podem explorar plenamente o poder da computação quântica.
3. Machine Learning Quântico
Aplicam técnicas de aprendizado de máquina aprimoradas pela computação quântica para analisar grandes volumes de dados mais rapidamente e com maior precisão.
4. Geração de Números Aleatórios Quânticos (QRNG)
Produzem números verdadeiramente aleatórios usando fenômenos quânticos, essenciais para avanços em criptografia.
Impacto na Segurança da Informação
Acredito que o maior impacto da computação quântica será na cibersegurança. Algoritmos de criptografia, como RSA, que hoje protegem transações bancárias, certificados digitais e comunicações seguras via HTTPS, por exemplo, poderão ser quebrados em horas por computadores quânticos. Algo que levaria milhares de anos em computadores tradicionais.
Protocolos amplamente usados, como o Secure Shell (SSH), também seriam vulneráveis a ataques quânticos. Sem uma transição para soluções mais seguras, a infraestrutura digital global pode ser fortemente comprometida.
Soluções Pós-Quânticas
Apesar dos desafios, a indústria já está desenvolvendo soluções para proteger os dados na era quântica. Entre as iniciativas, destacam-se:
1. Migração para Algoritmos Quantum-Safe
A adoção de algoritmos resistentes a ataques quânticos, como o Falcon, representa um avanço fundamental na transição para a segurança criptográfica na Era Quântica. Desenvolvido pela Thales em parceria com outras instituições, o Falcon utiliza técnicas de criptografia de próxima geração que são projetadas para suportar a potência computacional dos computadores quânticos, garantindo a proteção dos dados contra futuras ameaças.
2. Criptografia Híbrida
Combinação de algoritmos tradicionais com pós-quânticos para aumentar a segurança durante a transição.
3. Implementação de QRNG
Uso de geradores quânticos de números aleatórios (QRNG) para maior entropia nas chaves criptográficas, aproveitando fenômenos quânticos como a superposição e o emaranhamento para produzir sequências verdadeiramente aleatórias. A implementação de QRNG garante a máxima imprevisibilidade na geração de chaves, fortalecendo significativamente a segurança dos sistemas criptográficos contra ataques avançados.
4. Atualização de Protocolos TLS
Suporte a algoritmos pós-quânticos para fortalecer a segurança das comunicações online.
Empresas que lidam com dados sensíveis estão adotando a chamada crypto-agility, ou seja, a capacidade de mudar rapidamente entre diferentes algoritmos criptográficos conforme necessário. Essa abordagem é essencial para mitigar riscos em um ambiente de segurança digital em constante evolução.
Parcerias Estratégicas
A parceria entre Thales e SeQure Quantum tem revolucionado a geração de números verdadeiramente aleatórios usando princípios quânticos. Essa aliança possibilita a criação de chaves criptográficas com entropia máxima, fundamentais para a segurança das soluções pós-quânticas. Isso garante um nível de aleatoriedade teoricamente impossível de ser alcançado por métodos convencionais, fortalecendo a proteção contra ataques futuros.
A importância estratégica desta parceria se evidencia no momento importante em que entramos na Era Quântica. A Thales, ao se aliar com a SeQure Quantum, não apenas fortalece suas tecnologias, mas também se destaca na transição para a segurança pós-quântica. A geração de números aleatórios baseada em princípios quânticos representa um grande avanço em relação aos métodos tradicionais, pois se basea nas propriedades da mecânica quântica, como a superposição e o emaranhamento.
Enquanto a computação quântica ameaça os sistemas criptográficos atuais, a união entre a empresa líder em proteção de dados e especialistas em tecnologia quântica cria soluções robustas para os desafios emergentes. A aleatoriedade quântica gerada por esta parceria é uma necessidade crítica para a segurança digital do futuro.
Computação Quântica vs. Computação Tradicional
Em termos comparativos, a computação quântica é ideal para resolver problemas complexos e inovadores, enquanto a computação tradicional permanece essencial para tarefas do dia a dia e aplicações que não requerem poder computacional extremo.
Algumas Vantagens da Computação Quântica:
– Simulações precisas de moléculas e reações químicas
– Otimização de problemas complexos
– Criptografia e quebra de algoritmos tradicionais
– Aceleração de treinamentos de modelos de machine learning
– Busca rápida em grandes bases de dados
Algumas Vantagens da Computação Tradicional:
– Processamento rápido e eficiente de tarefas simples
– Armazenamento e gerenciamento de dados em larga escala
– Desenvolvimento e execução de software
– Comunicações e redes rápidas e seguras
– Custo e acessibilidade muito mais baixos
Preparação para o Futuro
A transição para uma segurança quantum-safe não é opcional. Empresas que lidam com dados sensíveis precisam começar agora a planejar sua migração para algoritmos resistentes à computação quântica. Essa transição requer planejamento e implementação de soluções que garantam a proteção de informações no curto e longo prazo.
Para quem deseja se aprofundar no assunto, recomendo os materiais da Thales sobre tecnologias quânticas e preparação para a era pós-quântica:
– Tecnologias Quânticas: https://www.thalesgroup.com/en/global/innovation/key-technologies-thales/quantum-technologies
– Preparação para a Era Pós-Quântica: https://www.thalesgroup.com/en/worldwide-digital-identity-and-security/enterprise-cybersecurity/magazine/prepare-yourself-post
Conclusão
O momento de agir é agora. A computação quântica está avançando e, com ela, surgem desafios e oportunidades. Quem se preparar para essa onda certamente terá uma vantagem competitiva significativa.
Sobre Thales
A Thales (Euronext Paris: HO) é líder global em tecnologias avançadas em três domínios: Defesa e Segurança, Aeronáutica e Espaço e Identidade Digital e Segurança. Ela desenvolve produtos e soluções que ajudam a tornar o mundo mais seguro, mais verde e mais inclusivo.
O Grupo investe cerca de € 4 bilhões por ano em Pesquisa e Desenvolvimento, especialmente em áreas-chave como tecnologias quânticas, computação de ponta, 6G e segurança cibernética.
A Thales tem 77.000 funcionários em 68 países. Em 2022, o Grupo gerou vendas de € 17,6 bilhões.
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