「量子の黙示録」：超高性能コンピューターがいかにして政府を機能不全に陥れ、事実上インターネットを崩壊させる可能性があるか

2019年10月6日

「量子の黙示録」：超高性能コンピューターがいかにして政府を機能不全に陥れ、事実上インターネットを崩壊させる可能性があるか

https://www.independent.co.uk/tech/quantum-apocalypse-computers-affect-internet-bitcoin-governments-a9143171.html

「事実上、現代の金融、商業、通信、輸送、製造、エネルギー、政府、そして医療のシステムは機能を停止するでしょう」とサイバーセキュリティの専門家は警告しています。

コンピューティングの新時代は「量子黙示録」をもたらす可能性がある（iStock）

想像を絶するほど高速なコンピューターの新時代が、あと数年で訪れようとしています。量子コンピューターは、私たちのコミュニケーション方法、病気の治療法、さらには以前は不可能と考えられていた問題の解決方法さえも変革すると見込まれています。

しかし、一部のコンピューティングの専門家は、実用的な量子コンピューターが、私たちの知るインターネットを事実上崩壊させる可能性もあると懸念しています。

Googleが最近成し遂げた進歩により、量子コンピューターの到来は予想よりも早まる可能性があります。流出した研究論文によると、同社は「量子超越性」として知られる状態を達成したとされています。これは、量子コンピューターが現在の最も強力なスーパーコンピューターの能力をはるかに超える計算を行ったということです。

量子コンピューターは1982年に物理学者のリチャード・ファインマンによって初めて理論化されました。これは量子物理学の特異な性質とコンピューター科学を組み合わせることで、従来のコンピューターよりも指数関数的に強力な処理能力を実現するものです。

従来のビット、つまりデータの保存と転送に使用される「1」と「0」の代わりに、量子コンピューターは量子ビット、つまりキュービットを使用します。これらは重ね合わせの状態で存在し、同時に「1」と「0」の両方として機能することができます。

単一の二進状態に制限されないため、量子コンピューティングシステムに新しいキュービットが追加されるたびに、従来のコンピューターと比べて指数関数的に強力になります。

機能するためには、キュービットを絶対零度（-273℃）に近い極低温に保つ必要があります。これにより、開発が非現実的で非常にコストがかかるものとなりますが、潜在的な進歩の可能性があるため、Google、NASA、CIAなどがこの開発に取り組んでいます。

Googleの流出した論文が事実だとすれば、同社がこの革新的な新型コンピューターの開発競争をリードしている可能性があります。従来のスーパーコンピューターでは約1万年かかる計算を、Googleの72キュービットコンピューターはわずか200秒で実行しました。

論文には次のように記されています：「既知のすべての古典的アルゴリズムと比較して、この劇的な高速化は計算タスクにおける量子超越性の実験的実現を示すものであり、長年待ち望まれていた新たなコンピューティングパラダイムの到来を告げるものです。」

しかし、このような力には大きな代償が伴う可能性があります。サイバーセキュリティ企業Sectigoのシニアフェロー、ティム・カランは、これらの時代を定義する機械の登場が「量子の黙示録」と彼が呼ぶものをもたらす可能性があると警告しています。

脅威にさらされているのは、WhatsAppのような人気のメッセージングアプリからオンラインバンキング取引まで、あらゆるものに使用されている現在の暗号化技術です。これらのRSAおよびECC暗号化システムは、私たちのすべてのデータがサイバー犯罪者、ハッカー、諜報機関にさらされるのを防いでいます。

量子コンピューターは、この暗号化を破るのに必要な計算よりも桁違いに高速であるため、政府、教育、ビジネス、医療のデータがすべて危険にさらされる可能性があります。

カラン氏は『インディペンデント』紙に対し、「量子コンピューターがRSAとECCを打ち破る時期を確実に言える人はいませんが、多くの推定では今後10年から15年以内にその日が来るとしています」と語っています。

「実質的に、現代の金融、商業、通信、輸送、製造、エネルギー、政府、そして医療のシステムは機能を停止するでしょう。」

政府、経済、重要インフラを機能不全に陥れるだけでなく、量子コンピューターの到来はビットコインのような暗号通貨の終焉を告げる可能性もあると考える人もいます。

ビットコインの技術的基盤は、基盤となるブロックチェーンネットワークをハッキングから守る高度な暗号技術に依存しています。量子コンピューターがもたらすリスクは、その能力が理論的にこの保護を無力化する可能性があるということです。

英国のサイバーセキュリティ企業Post Quantumは、ビットコインを「明らかに量子コンピューター耐性がない」と表現し、対策が講じられなければ「最初の量子コンピューターが登場したその日にビットコインは消滅するだろう」と警告しています。

幸いなことに、解決策があるかもしれません。現在、私たちの知るデジタル世界の終焉から守る量子耐性アルゴリズムの開発が進められています。

日本語関連記事：解説：耐量子暗号アルゴリズムとは何か？なぜ必要なのか？

大規模量子コンピュータの外観（ウィンフリード・ヘンジンガー）

データを暗号化する新しい方法を特定する取り組みを主導しているのは、米国の国立標準技術研究所（NIST）です。同機関ではすでに20以上の潜在的アルゴリズムが精査されていますが、そのうちの1つでもこのタスクに適しているかどうかを判断するには時期尚早です。

最大の課題は、暗号化技術が量子コンピューターからのサイバー攻撃から守るだけでなく、現在のインターネットのネットワークインフラ上で動作する従来のコンピューターやスマートフォンとも連携することです。

カラン氏は「量子コンピューターが2進コンピューターに取って代わるわけではありません。むしろ、両方のアーキテクチャが共存していくでしょう」と述べています。「したがって、将来の暗号化パラダイムは、量子コンピューターだけでなく従来のコンピューターからの攻撃にも耐えられる必要があります。」

カラン氏はこの潜在的な量子の黙示録の時期を少なくとも10年先としていますが、他の予測ではもっと早く訪れる可能性があると示唆しています。

量子コンピューターがこの危険点に達するまでの正確な時間を解明する研究は、カナダのウォータールー大学量子コンピューティング研究所の共同設立者、ミケーレ・モスカによって先駆的に行われています。

モスカの研究を通じて、この時点は「Zデート」として知られるようになり、2016年の推定では2026年以前に到来する確率が15％とされていました。Googleの最新の研究により、この確率はさらに上がっている可能性があります。

モスカの画期的な研究論文は、ぞっとするような警告で締めくくられています：量子コンピューターが世界を変えるのであれば、まず世界を救う方法を見つけなければなりません。

「大規模な量子コンピューターで量子力学の力を利用することで、人類にとって価値ある多くの問題を解決できるようになります」と論文は述べています。

「しかし、まず量子コンピューターが到来する前に、一連の量子耐性暗号ツールを開発・展開することで、サイバーセキュリティを破壊する壊滅的な影響を回避しなければなりません。」

翻訳：Claude3.5 Sonnet