Dựng nước - Giữ nước
Tin tức:
 
*
Chào Khách. Bạn có thể đăng nhập hoặc đăng ký. 22 Tháng Chín, 2021, 03:54:11 am


Đăng nhập với Tên truy nhập, Mật khẩu và thời gian tự động thoát


Trang: « 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 »   Xuống
  In  
Tác giả Chủ đề: Mật Mã - Từ cổ điển đến lượng tử  (Đọc 9894 lần)
0 Thành viên và 1 Khách đang xem chủ đề.
Giangtvx
Thượng tá
*
Bài viết: 25402


« Trả lời #170 vào lúc: 15 Tháng Sáu, 2020, 02:25:26 pm »


        SỰ PHỤC HỒI CỦA ZIMMERMANN

        Năm 1993, Phil Zimmermann trở thành đối tượng của một cuộc điều tra lớn. Theo FBI, ông đã xuất khẩu một loại vũ khí vì ông đã cung cấp cho các quốc gia thù địch và bọn khủng bố những công cụ mà chúng cần để phá hoại quyền lực của Chính phủ Hoa Kỳ. Khi cuộc điều tra kéo dài, ngày càng nhiều các nhà tạo mã và những người theo chủ nghĩa tự do đổ xô vào ủng hộ cho Zimmermann, lập nên một quỹ quốc tế hỗ trợ về tài chính để bào chữa cho ông. Đồng thời, tiếng tăm của việc trở thành đối tượng truy nã của FBI đã càng làm tăng danh tiếng của PGP, và sáng tạo của Zimmermann ngày càng lan rộng nhanh chóng qua Internet - cuối cùng thì nó chính là phần mềm mã hóa an toàn đến mức đe dọa cả đến Liên bang.

        Riêng tư tốt đẹp ban đầu được công bố vội vàng và vì vậy nó chưa phải là một sản phẩm hoàn thiện như nó có thể. Ngay lập tức đã có làn sóng đòi hỏi phải phát triển phiên bản PGP cải tiến, song rõ ràng là Zimmermann không thể tiếp tục công việc này được nữa. Thay vào đó, các kỹ sư phần mềm ở châu Âu bắt đầu công việc xây dựng lại PGP. Nói chung, thái độ của châu Âu đối với việc mã hóa là thoáng hơn và đến nay vẫn vậy, không có hạn chế nào đối với việc xuất khẩu một hệ PGP châu Âu đi khắp thế giới. Hơn nữa, cuộc cãi lộn về bản quyền của RSA không phải là một vấn đề ở châu Âu vì bản quyền đối với RSA không có hiệu lực bên ngoài nước Mỹ.

        Sau ba năm, cuộc điều tra lớn vẫn không đưa được Zimmermann ra xét xử. Vụ việc phức tạp là do bản chất của PGP và cách thức mà nó được tạo dựng. Nếu Zimmermann cài PGP vào máy tính và sau đó vận chuyển nó cho một chính quyền thù địch thì vụ việc chống lại ông đã đơn giản, vì rõ ràng là ông phạm tội xuất khẩu một hệ thống mã hóa vận hành hoàn hảo. Tương tự như vậy, nếu ông đã xuất khẩu một đĩa có chứa chương trình PGP, thì đồ vật hữu hình đó có thể biểu thị cho một thiết bị mã hóa, và một lần nữa tội của Zimmermann sẽ là chắc chắn. Trái lại, nếu ông đã in ra một chương trình máy tính và xuất khẩu nó dưới dạng sách, thì vụ việc không còn là rõ ràng nữa vì ông sẽ chỉ bị xem xét là đã xuất khẩu kiến thức chứ không phải là một thiết bị mã hóa. Tuy nhiên, nội dung in có thể dễ dàng được quét lại và thông tin được nạp trực tiếp vào một máy tính thì đồng nghĩa với việc cuốn sách đó nguy hiểm như một chiếc đĩa. Điều thực sự xảy ra là Zimmermann đã đưa một bản sao PGP cho một “người bạn”, người này đơn giản là đã cài đặt nó vào một máy tính của Mỹ tình cờ đang nối mạng Internet. Như vậy thì một chính quyền thù địch có thể tải nó về hoặc có thể không. Vậy thì liệu Zimmermann đã thực sự phạm tội xuất khẩu PGP chưa?

        Thậm chí ngày nay, những vấn đề pháp lý xung quanh Internet vẫn còn là chủ đề tranh cãi và còn phải làm sáng tỏ. Huống chi trở lại đầu những năm 1990, tình hình lúc đó là cực kỳ mơ hồ.

        Năm 1996, sau ba năm điều tra, Văn phòng Chưởng lý Hoa kỳ đã xóa bỏ vụ việc chống lại Zimmermann. FBI nhận thấy rằng đã quá muộn - PGP đã thoát ra Internet và việc truy tố Zimmermann cũng chẳng mang lại kết quả gì. Thêm một vấn đề nữa là Zimmermann được ủng hộ bởi những tổ chức lớn như nhà xuất bản của Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), nơi đã xuất bản PGP trong một cuốn sách dày 600 trang. Cuốn sách này được bán ra khắp thế giới vì vậy việc truy tố Zimmermann sẽ có nghĩa là truy tố nhà xuất bản MIT. FBI do dự theo đuổi vụ việc này còn bởi vì khả năng Zimmermann không bị kết án là rất lớn. Một phiên tòa xử của FBI có thể chẳng mang lại điều gì hơn là một cuộc tranh cãi đáng xấu hổ về hiến pháp liên quan đến quyền được riêng tư, do vậy lại càng khuấy động sự ủng hộ của công chúng đối với việc mã hóa rộng rãi.

        Vấn đề chủ yếu khác của Zimmermann cũng không còn nữa. Vì cuối cùng ông cũng đạt được thỏa thuận với RSA và có được giấy phép, giải quyết được vấn đề về bản quyền. Rốt cuộc thì PGP đã là một sản phẩm hợp pháp và Zimmermann được tự do. Cuộc điều tra đã đưa ông vào một cuộc thập tự chinh về khoa học mật mã và tất cả các giám đốc marketing trên thế giới đều phải ghen tỵ với tiếng tăm và được công chúng biết đến rộng rãi như vụ việc đã mang lại cho PGP. Cuối năm 1997, Zimmermann đã bán PGP cho hãng Network Associates và ông trở thành một thành viên cao cấp của nó. Mặc dù PGP ngày nay được bán cho các hãng kinh doanh, nhưng nó vẫn sẵn có miễn phí cho các cá nhân có ý định sử dụng nó cho bất kỳ mục đích thương mại nào. Nói cách khác, các cá nhân, những người chỉ mong có quyền được riêng tư, vẫn có thể tải PGP từ Internet mà không phải mất đồng nào.

        Nếu bạn thích có một bản của PGP, thì có rất nhiều trang Web trên Internet cung cấp nó, và bạn sẽ tìm thấy chúng tương đối dễ dàng. Có một nguồn đáng tin cậy nhất là http://www.pgpi.com/, trang chủ của PGP quốc tế, từ đây bạn có thể tải về các hệ PGP của Mỹ và quốc tế. Ở đây, xin nói ngay là tôi sẽ không chịu một trách nhiệm nào - nếu bạn chọn cài đặt PGP, bạn phải kiểm tra máy tính của mình có khả năng chạy được nó hay không, phần mềm đó có bị virus xâm nhập không, v.v... Bạn cũng nên kiểm tra xem đất nước mình đang sống có cho phép sử dụng mã hóa mạnh hay không. Và cuối cùng, bạn nên đảm bảo rằng bạn đang tải về một hệ PGP thích hợp: các cá nhân sống bên ngoài nước Mỹ không thể tải về hệ PGP của Mỹ vì như thế là xâm phạm đến luật xuất khẩu của Mỹ. Hệ PGP quốc tế thì không chịu những hạn chế xuất khẩu như vậy.

        Tôi vẫn còn nhớ buổi chiều chủ nhật khi tôi tải về lần đầu tiên một bản PGP từ Internet. Từ đó tôi đã có thể bảo đảm an toàn cho các thư điện tử của mình không bị chặn bắt và đọc trộm, vì tôi giờ đây đã mã hóa tất cả những tài liệu nhạy cảm như Alice, Bob và bất kỳ ai khác sở hữu phần mềm PGP. Máy tính cá nhân của tôi và phần mềm PGP đã mang lại cho tôi độ an toàn vượt ra ngoài mọi nỗ lực kết hợp của tất cả các tổ chức giải mã trên khắp thế giới.
Logged

Giangtvx
Thượng tá
*
Bài viết: 25402


« Trả lời #171 vào lúc: 15 Tháng Sáu, 2020, 02:26:18 pm »


       
8 BƯỚC NHẢY LƯƠNG TỬ VÀO TƯƠNG LAI

        Trong hai ngàn năm, các nhà tạo mã đã chiến đấu để bảo vệ những bí mật trong khi các nhà giải mã lại làm hết sức mình để khám phá những bí mật đó. Đây luôn là một cuộc đua ngang sức ngang tài, trong đó các nhà giải mã luôn đánh trả khi các nhà tạo mã dường như đang kiểm soát tình hình, rồi các nhà tạo mã lại phát minh ra những dạng mật mã mới mạnh hơn. Sự phát minh ra mật mã chìa khóa công khai và cuộc tranh luận mang màu sắc chính trị xung quanh việc sử dụng mã hóa mạnh là hiện trạng của ngày hôm nay và rõ ràng là các nhà tạo mã đang thắng thế trong cuộc chiến tranh thông tin. Theo Phil Zimmermann, chúng ta đang sống trong thời đại vàng của khoa mật mã: “Giờ thì trong khoa học mật mã hiện đại, có thể tạo ra những mật mã thực sự, thực sự nằm ngoài tầm với của tất cả các kỹ thuật giải mã đã biết. Và tôi cho rằng sẽ vẫn còn tiếp tục như vậy”. Quan điểm của Zimmermann được sự ủng hộ của William

        Crowell, Phó giám đốc của NSA: “Nếu tất cả các máy tính cá nhân trên thế giới - xấp xỉ khoảng 260 triệu máy - được kết hợp lại để xử lý một bức thư được mã hóa bằng PGP, thì sẽ phải mất một thời gian trung bình là 12 triệu lần tuổi của vũ trụ mới giải nổi chỉ một bức thư”.

        Tuy nhiên, kinh nghiệm trước đây cho chúng ta thấy rằng tất cả những mật mã từng được coi là không thể hóa giải nổi, sớm hay muộn gì, đều sẽ phải đầu hàng các nhà giải mã. Mật mã Vigenère còn được gọi là “mật mã không thể phá nổi”, song Babbage đã phá vỡ nó; Enigma cũng được xem là không thể giải mã được cho đến khi người Ba Lan tìm ra những điểm yếu của nó. Vậy phải chăng các nhà giải mã đang đứng bên bờ của một đột phá mới, hay là Zimmermann đúng? Dự đoán sự phát triển tương lai trong bất kỳ công nghệ nào luôn là một nhiệm vụ thiếu cơ sở chắc chắn, song với mật mã thì nhiệm vụ đó còn tiềm ẩn nhiều rủi ro hơn nữa. Chúng ta không chỉ phải dự đoán những khám phá nằm trong tương lai mà còn phải dự đoán cả những khám phá ở ngay trong hiện tại. Giai thoại về James Ellis và GCHQ đã cảnh báo chúng ta rằng có thể đã có những đột phá lớn ẩn giấu sau tấm màn bí mật của chính phủ.

        Chương cuối cùng này sẽ xem xét một số ý tưởng mang tính dự báo về tương lai có thể tăng cường hoặc phá vỡ những bí mật riêng tư trong thế kỷ 21. Mục tiếp sau sẽ bàn đến tương lai của việc giải mã, và đặc biệt là một ý tưởng có thể giúp cho các nhà giải mã phá vỡ tất cả các mật mã của ngày hôm nay. Ngược lại, phần cuối của cuốn sách sẽ xem xét một triển vọng lý thú nhất về mật mã, đó là hệ thống có tiềm năng bảo đảm bí mật tuyệt đối.
Logged

Giangtvx
Thượng tá
*
Bài viết: 25402


« Trả lời #172 vào lúc: 15 Tháng Sáu, 2020, 02:26:54 pm »


        TƯƠNG LAI CỦA GIẢI MÃ

        Mặc cho sức mạnh cực lớn của RSA và các mật mã hiện đại khác, các nhà giải mã vẫn đóng một vai trò quan trọng trong việc thu thập thông tin tình báo. Thành công của họ được minh chứng bởi thực tế là nhu cầu về các nhà giải mã đang tăng cao hơn bao giờ hết - NSA vẫn là nơi sử dụng các nhà toán học nhiều nhất trên thế giới.

        Chỉ có một tỷ lệ nhỏ thông tin lưu chuyển khắp thế giới là được mã hóa an toàn và phần còn lại thì được mã hóa yếu hoặc không mã hóa gì hết. Đó là vì số lượng người sử dụng Internet tăng với tốc độ chóng mặt, nhưng lại rất ít người trong số họ quan tâm đầy đủ đến vấn đề bí mật. Như vậy có nghĩa là các cơ quan an ninh quốc gia, các nhà hành pháp và bất kỳ ai khác có ý tò mò đều có thể có trong tay nhiều thông tin hơn là họ có thể đương đầu.

        Ngay cả nếu người sử dụng dùng mật mã RSA một cách hợp lý thì nhà giải mã vẫn thu lượm được nhiều thứ từ những bức thư bắt được. Các nhà giải mã tiếp tục sử dụng những kỹ thuật cũ như phân tích luồng thông tin; nếu nhà giải mã không thể thăm dò được nội dung thư, thì chí ít họ cũng có thể biết được ai là người gửi và ai là người nhận mà bản thân bức thư để lộ ra. Một phát minh mới đây được gọi là tấn công bằng thiết bị bắt tín hiệu điện từ (tempest attack), mà mục đích của nó là phát hiện các tín hiệu điện từ phát ra từ các thiết bị điện tử trong bộ phận hiển thị của máy tính. Nếu Eve đỗ một chiếc xe tải bên ngoài nhà Alice, cô ta có thể sử dụng thiết bị bắt tín hiệu điện từ cực nhạy để nhận dạng mỗi lần Alice gõ trên bàn phím máy tính. Điều này cho phép Eve bắt được thư ngay khi nó còn đang được gõ trên máy vi tính, trước cả khi nó được mã hóa. Để bảo vệ trước sự tấn công bằng thiết bị bắt tín hiệu này, các công ty đã cung cấp những vật liệu che chắn dùng để phủ các bức tường phòng nhằm ngăn chặn không cho các tín hiệu điện từ thoát ra ngoài. Ở Mỹ, trước khi mua các vật liệu che chắn như vậy cần phải được phép của Chính phủ, điều này cho thấy các tổ chức như FBI thường dựa vào việc theo dõi bằng thiết bị bắt tín hiệu điện từ.

        Các cách thức tấn công khác bao gồm việc sử dụng vi rút và các con ngựa thành Troy. Eve có thể thiết kế một con vi rút và cài vào phần mềm PGP và nằm yên đợi bên trong máy tính của Alice. Khi Alice sử dụng chìa khóa riêng để giải mã thư, con vi rút đó sẽ thức dậy và ghi lại chìa khóa đó. Lần sau khi Alice nối mạng Internet, vi rút này sẽ lén gửi chìa khóa riêng của Alice cho Eve, nhờ đó cô ta có thể giải mã tất cả các bức thư được gửi tới cho Alice sau đó. Con ngựa Troy, một thủ đoạn phần mềm khác, trong đó Eve thiết kế một chương trình vận hành giống như một sản phẩm mã hóa chính cống, song thực sự lại đánh lừa người sử dụng. Chẳng hạn, Alice nghĩ rằng cô đã tải về một bản sao đích thực của PGP, trong khi thực tế thì cô đã tải về một kiểu con ngựa thành Troy. Phiên bản trá hình này thoạt nhìn thì giống như chương trình PGP thật, song có chứa các lệnh để gửi bản sao văn bản thường của tất cả thư từ của Alice tới cho Eve. Như Phil Zimmermann bình luận: “Bất kỳ ai cũng có thể sửa đổi mã nguồn và tạo ra một mô phỏng PGP vô hồn như người máy, trông giống như thật song lại thực hiện mệnh lệnh của những người chủ hiểm ác. Phiên bản dạng con ngựa thành Troy này của PGP có thể được lưu hành rộng rãi, và được xem như là của tôi. Thật là xảo quyệt! Bạn cần phải tìm mọi cách để có được bản PGP từ một nguồn đáng tin cậy, theo mọi nghĩa”.

        Một biến thể của con ngựa thành Troy, đó là một phần mềm mã hóa mới tinh tưởng như là an toàn, nhưng thực chất lại có chứa một cửa sau, cho phép những người thiết kế ra nó giải mã được thư từ của tất cả mọi người. Năm 1998, một báo cáo của Wayne Madsen cho thấy công ty mật mã Thụy sĩ Crypto AG đã lắp sẵn các cửa sau vào một số sản phẩm của nó, và cung cấp cho Chính phủ Hoa Kỳ chi tiết làm thế nào để tận dụng các cửa sau này. Kết quả là Mỹ đã có thể đọc được thông tin của một số quốc gia. Năm 1991, những kẻ ám sát Shahpour Bakhtiar, nguyên thủ tướng Iran sống lưu vong, đã bị bắt là nhờ chặn bắt được và giải mã thành công các thư từ của Iran sử dụng thiết bị mã hóa của Crypto AG.

        Mặc dù sự phân tích luồng thông tin, tấn công bằng các thiết bị bắt tín hiệu điện từ, vi rút và các con ngựa thành Troy đều là những kỹ thuật hữu dụng để thu thập thông tin, song các nhà giải mã hiểu rằng thành công thực sự của họ phải là tìm ra một cách để hóa giải được mật mã RSA, nền tảng của mã hóa hiện đại. Mật mã RSA được sử dụng để bảo vệ những thông tin quan trọng nhất trong quân sự, ngoại giao, thương mại và tội phạm - đó mới chính là những thông tin mà các tổ chức thu thập thông tin tình báo muốn giải mã. Nếu định thách thức mã hóa RSA mạnh, thì các nhà giải mã sẽ phải làm được một đột phá quan trọng về lý thuyết hoặc công nghệ.
Logged

Giangtvx
Thượng tá
*
Bài viết: 25402


« Trả lời #173 vào lúc: 15 Tháng Sáu, 2020, 02:27:33 pm »


        Một đột phá về lý thuyết sẽ phải là một phương cách mới về cơ bản để tìm ra chìa khóa riêng của Alice. Chìa khóa riêng của Alice có chứa p và q, và chúng được tính ra bằng cách phân tích chìa khóa công khai, tức số N, ra thừa số nguyên tố. Cách tiếp cận thông thường là kiểm tra các số nguyên tố, mỗi số một lần, để xem N có chia hết cho nó hay không, song chúng ta biết rằng làm nhu vậy sẽ mất rất nhiều thời gian. Các nhà giải mã đã cố gắng tìm kiếm một con đường tắt để phân tích ra thừa số, một phương pháp làm giảm một cách đáng kể số bước cần thiết để tìm ra p và q, song đến nay tất cả những nỗ lực đó đều kết thúc thất bại. Các nhà toán học đã nghiên cứu về sự phân tích ra thừa số trong nhiều thế kỷ và kỹ thuật phân tích hiện đại cũng không tốt hơn bao nhiêu so với các kỹ thuật cổ đại. Thực tế, rất có thể là các định luật toán học không cho phép tồn tại một con đường tắt đáng kể đối với việc phân tích ra thừa số cũng nên.

        Không có nhiều hy vọng có một đột phá về phương diện lý thuyết, các nhà giải mã buộc phải tìm kiếm một sự đổi mới về công nghệ. Nếu không có một cách rõ ràng để giảm được số bước cần thực hiện để phân tích ra thừa số thì các nhà giải mã cần phải có một công nghệ thực hiện các bước này một cách nhanh chóng hơn. Các chip silicon mỗi năm vẫn tiếp tục nhanh hơn, cứ 18 tháng tốc độ lại tăng khoảng gần gấp đôi, song như thế vẫn chưa đủ để có tác động thực sự đến tốc độ phân tích ra thừa số - các nhà giải mã cần một công nghệ nhanh hơn 1 tỉ lần so với các máy tính hiện tại. Do vậy, các nhà giải mã đang hướng tới một dạng máy tính hoàn toàn mới, máy tính lượng tử. Nếu các nhà khoa học có thể chế tạo được một máy tính lượng tử thì nó sẽ thực hiện các tính toán với tốc độ cực lớn khiến cho các siêu máy tính hiện đại chỉ còn như một cái bàn tính vỡ.

        Phần còn lại của mục này sẽ bàn về khái niệm máy tính lượng tử, và do đó cũng sẽ giới thiệu một số nguyên lý của vật lý lượng tử, mà đôi khi còn gọi là cơ học lượng tử. Trước khi đi sâu hơn, xin vui lòng lưu ý một lời cảnh báo của Niels Bohr, một trong những cha đẻ của cơ học lượng tử: “Bất kỳ ai suy ngẫm về cơ học lượng tử mà không thấy choáng váng thì sẽ không hiểu được nó”. Nói cách khác, bạn hãy chuẩn bị để đón nhận một số ý tưởng khá kỳ quặc.

        Để giải thích các nguyên lý của máy tính lượng tử, sẽ là hữu ích nếu ta quay trở lại cuối thế kỷ 18 và thành quả của Thomas Young, một tài năng nhiều mặt của nước Anh, người đã có công đột phá đầu tiên trong việc giải mã các chữ tượng hình của người Ai Cập. Là thành viên của trường Emmanuel College, Cambridge, Young thường dành những buổi chiều để thư giãn bên hồ vịt của trường. Vào một buổi chiều đặc biệt, - theo truyền thuyết kể lại, - ông chú ý thấy hai chú vịt đang bơi lội tung tăng bên nhau. Ồng quan sát thấy rằng hai con vịt để lại hai vệt gợn sóng phía sau chúng, hai gợn sóng tương tác và tạo nên một bức tranh kỳ lạ gồm những vết phẳng lặng và những vết dao động mạnh xen kẽ nhau. Sở dĩ như vậy là vì, khi hai sóng xòe ra phía sau hai con vịt chồng chập lên nhau, nếu một đỉnh sóng của con vịt này chồng lên một hõm sóng của con vịt kia thì sẽ tạo nên một vệt nhỏ nước lặng yên, đỉnh và hõm đã triệt tiêu lẫn nhau. Còn nếu hai đỉnh hoặc hai hõm đến cùng một chỗ đồng thời, thì kết quả sẽ là một đỉnh cao hơn hoặc một hõm sâu hơn. Ông đặc biệt thích thú vì các chú vịt gợi ông nhớ đến một thí nghiệm liên quan đến bản chất của ánh sáng mà ông đã thực hiện năm 1799.

        Trong thí nghiệm trước đây của Young, ông đã chiếu ánh sáng qua một màn chắn, trên đó có hai khe hở thẳng đứng và hẹp như trên Hình 71(a). Trên một màn ảnh đặt phía sau hai khe, Young nghĩ là sẽ thấy hai vạch sáng, hình chiếu của hai khe. Nhưng thay vì thế, ông lại thấy ánh sáng xòe ra từ hai khe và tạo nên một hình ảnh gồm một số vạch sáng và tối xen kẽ nhau trên màn ảnh.

        Hình ảnh các vạch sáng và tối trên màn lúc đó đã khiến ông bối rối song giờ đây ông tin rằng ông có thể giải thích được tất cả dựa trên những gì ông thấy trên hồ vịt.

        Young bắt đầu bằng việc giả sử rằng ánh sáng là một dạng sóng. Nếu ánh sáng phát ra từ hai khe hành xử như sóng thì nó cũng giống như các gợn sóng ở phía sau hai chú vịt. Hơn nữa, các vạch sáng và tối trên màn ảnh được tạo bởi cùng những tương tác như đã làm cho sóng nước tạo nên các đỉnh cao hơn, các hõm sâu hơn và các vệt phẳng lặng. Young đã hình dung ra ngay các điểm trên màn ảnh, ở đó một hõm sóng gặp một đỉnh sóng, chúng sẽ triệt tiêu lẫn nhau và tạo nên một vân tối, trong khi đó, tại những điểm trên màn ảnh mà hai đỉnh (hoặc hai hõm) sóng gặp nhau, chúng sẽ tăng cường lẫn nhau và là vân sáng như ta thấy trên Hình 71(b). Như vậy các chú vịt đã giúp Young hiểu sâu hơn bản chất thực của ánh sáng, và cuối cùng ông đã cho công bố Thuyết sóng ánh sáng, một trong những bài báo vật lý kinh điển của mọi thời đại.
Logged

Giangtvx
Thượng tá
*
Bài viết: 25402


« Trả lời #174 vào lúc: 16 Tháng Sáu, 2020, 08:49:29 am »


        Ngày nay, chúng ta đã biết rằng ánh sáng thực sự hành xử như một sóng, song chúng ta còn biết rằng nó cũng hành xử như một hạt. Việc ánh sáng ở dạng sóng hay dạng hạt còn tùy thuộc vào hoàn cảnh, và tình trạng nhập nhằng này của ánh sáng được gọi là lưỡng tính sóng-hạt của nó. Chúng ta không cần bàn thêm về lưỡng tính này, ngoài việc nói thêm rằng vật lý học hiện đại cho rằng một tia sáng gồm vô số các hạt riêng lẻ, được gọi là phôtôn, nhưng các hạt này lại bộc lộ những tính chất giống như sóng. Xem xét theo hướng này, chúng ta có thể diễn giải thí nghiệm của Young là do các phôtôn bay qua hai khe, và sau đó tương tác với nhau ở phía sau màn chắn có hai khe.

        Cho đến đây, chua có gì là kỳ lạ đặc biệt trong thí nghiệm của Young cả. Tuy nhiên, công nghệ hiện đại cho phép các nhà vật lý thực hiện lại thí nghiệm của Young, nhưng sử dụng một sợi tóc bóng đèn mờ đến mức nó chỉ phát ra các phôtôn ánh sáng riêng lẻ với tốc độ, chẳng hạn, một phôtôn trong một phút, và do đó mỗi lần chỉ có một phôtôn đi tới màn chắn có hai khe. Khi đó, thi thoảng lại có một phôtôn đi qua một trong hai khe và đập vào màn ảnh. Mặc dù mắt ta không đủ nhạy để thấy được từng phôtôn riêng rẽ, song chúng có thể quan sát được bằng một máy dò đặc biệt, và trong nhiều giờ đồng hồ, chúng ta có thể xác lập được một bức tranh tổng thể về những chỗ mà các phôtôn đập vào màn ảnh. Chỉ với một phôtôn mỗi lần đi qua các khe, chúng ta không nghĩ rằng sẽ lại nhìn thấy hình ảnh các vân như Young đã quan sát thấy, vì hiện tượng này dường như phụ thuộc vào hai phôtôn đồng thời đi qua hai khe và tương tác với nhau ở phía bên kia hai khe. Thay vì thế, chúng ta nghĩ là sẽ quan sát thấy hai vạch sáng, đơn giản chỉ là hình chiếu của hai khe trên màn ảnh. Tuy nhiên, vì một lý do kỳ lạ nào đó, ngay cả với các phôtôn đơn lẻ thì kết quả trên màn vẫn là hình ảnh các vân sáng và tối xen kẽ, như thể các phôtôn đã tương tác với nhau.

        Kết quả kỳ lạ này thách thức lẽ phải thông thường. Không có cách nào lý giải được hiện tượng này thông qua các định luật của vật lý cổ điển, mà cụ thể là các định luật truyền thống mà chúng ta đã tìm ra để giải thích hành vi của các vật trong cuộc sống hằng ngày. Vật lý học cổ điển có thể giải thích quỹ đạo của các hành tinh hay đường đi của một viên đạn, song không thể mô tả một cách đầy đủ thế giới của những vật thực sự bé như đường đi của một phôtôn. Để giải thích hiện tượng phôtôn, các nhà vật lý phải viện đến lý thuyết lượng tử, lý thuyết được dùng để mô tả hành vi của các vật ở cấp độ vi mô. Tuy nhiên, ngay cả các nhà lý thuyết lượng tử cũng không thể nhất trí trong việc giải thích thí nghiệm này. Họ có xu hướng tách thành hai phe đối lập nhau, mỗi phe có cách giải thích riêng của mình. Phe thứ nhất thừa nhận một ý tưởng được gọi là sự chồng chất. Sự chồng chất bắt đầu bằng việc tuyên bố rằng chúng ta chỉ biết có hai điều chắc chắn về photon - đó là nó đi ra từ sợi tóc bóng đèn và đập vào màn hình. Mọi thứ khác đều hoàn toàn bí ẩn, kể cả việc các phôtôn đi qua khe bên trái hay khe bên phải. Vì đường đi chính xác của phôtôn là không biết, những người đi theo thuyết chồng chất đưa ra một quan điểm kỳ lạ cho rằng bằng cách nào đó phôtôn đi qua cả hai khe cùng lúc rồi sau đó nó tự ảnh hưởng đến chính mình và tạo nên hình ảnh các vân như quan sát được trên màn ảnh. Song làm sao cùng một lúc một phôtôn lại có thể đi qua được cả hai khe?

Hình 71 Thí nghiêm hai khe của Young được quan sát từ trên xuống. Hình (a) cho thấy ánh sáng xòe ra từ hai khe trên màn chắn tương tác với nhau và tạo nên hình ảnh các vân trên màn ảnh. Hình (b) cho thấy hai sóng tương tác với nhau như thế nào. Nếu một hõm gặp một đỉnh ở trên màn ảnh. kết quả là một vân tối. Nếu hai hõm (hoặc hai đỉnh) gặp nhau trên màn ảnh, kết quả là một vân sáng.
Logged

Giangtvx
Thượng tá
*
Bài viết: 25402


« Trả lời #175 vào lúc: 16 Tháng Sáu, 2020, 08:50:13 am »


        Những người theo thuyết chồng chất lý luận như sau. Nếu chúng ta không biết một hạt làm gì, nó được phép làm đồng thời mọi thứ khả dĩ. Trong trường hợp của phôtôn, do không biết nó đi qua khe bên trái hay khe bên phải, nên chúng ta cứ giả sử rằng nó đi qua đồng thời cả hai khe. Mỗi khả năng được gọi là một trạng thái, và vì phôtôn thực hiện đồng thời cả hai khả năng nên nó được xem là một trạng thái chồng chất. Chúng ta biết rằng một phôtôn rời khỏi sợi dây tóc bóng đèn và chúng ta cũng biết rằng một phôtôn đập vào màn ảnh ở phía sau hai khe, song trong khoảng giữa, bằng cách nào đó nó tách ra thành hai “phôtôn ma” đi qua cả hai khe. Thuyết chồng chất có vẻ như khá ngớ ngẩn, song ít nhất nó cũng giải thích được hình ảnh các vân tạo thành trong thí nghiệm Young được thực hiện với từng phôtôn riêng lẻ. Để so sánh, quan điểm cổ điển kiểu cũ cho rằng phôtôn chỉ đi qua một trong hai khe và chúng ta chỉ đơn giản không biết cụ thể là khe nào mà thôi - điều này có vẻ như dễ hiểu hơn nhiều so với quan điểm lượng tử, song không may nó lại không giải thích được kết quả quan sát.

        Erwin Schrodinger, người đoạt giải Nobel về vật lý năm 1933, đã đặt ra một truyện ngụ ngôn có tên là “con mèo của Schrodinger”, thường được sử dụng để giải thích khái niệm về sự chồng chất trạng thái. Hãy tưởng tượng một con mèo trong một cái hộp. Có hai khả năng về trạng thái của con mèo, đó là chết hoặc sống. Ban đầu chúng ta biết ràng con mèo nhất định phải ở một trạng thái cụ thể, vì chúng ta thấy nó còn sống. Lúc này, con mèo không ở trong một trạng thái chồng chất. Sau đó, chúng ta đặt một lọ chất độc xianua vào bên trong hộp cùng với con mèo và đóng nắp hộp lại. Chúng ta giờ lâm vào tình trạng không biết gì nữa vì chúng ta không thấy cũng không đo đạc được trạng thái của con mèo. Nó vẫn còn sống hay là nó đã giẫm lên lọ xianua và chết? Chúng ta có thể nói theo cách truyền thống là nó hoặc đã chết hoặc còn sống, nhưng chúng ta không biết cụ thể là nó rơi vào trạng thái nào. Tuy nhiên, thuyết lượng tử cho rằng con mèo đang ở tình trạng chồng chất của hai trạng thái - nó vừa chết vừa sống, nghĩa là thỏa mãn mọi khả năng. Sự chồng chất xuất hiện chỉ khi chúng ta không còn nhìn thấy một vật và đó là cách mô tả vật khi nó ở trong tình thế nhập nhằng không rõ ràng. Khi, cuối cùng, mở hộp ra, chúng ta thấy con mèo đã chết hoặc còn sống. Hành động nhìn vào con mèo buộc nó phải ở một trạng thái cụ thể và lúc đó trạng thái chồng chất cũng biến mất.

        Đối với các bạn đọc cảm thấy không thoải mái với sự chồng chất, còn có một phe lượng tử thứ hai, ủng hộ cho một cách diễn giải khác về thí nghiệm của Young. Không may là, quan điểm thứ hai này cũng kỳ quặc không kém. Cách giải thích đa vũ trụ tuyên bố rằng sau khi rời khỏi sợi tóc bóng đèn, phôtôn có hai lựa chọn - hoặc đi qua khe bên trái hoặc đi qua khe bên phải - tại thời điểm đó vũ trụ tách thành hai vũ trụ, trong một vũ trụ phôtôn đi qua khe bên trái, còn trong vũ trụ kia, phôtôn đi qua khe bên phải. Hai vũ trụ này bằng cách nào đó tương tác với nhau, tạo ra hình ảnh các vân giao thoa. Những người theo cách giải thích đa vũ trụ tin rằng cứ mỗi khi một vật có khả năng rơi vào một trong nhiều trạng thái tiềm năng, thì vũ trụ lại tách ra thành nhiều vũ trụ, vì vậy mà mỗi khả năng đều được thỏa mãn ở một vụ trụ khác nhau. Sự sinh sôi vũ trụ như vậy được gọi là đa vũ trụ.

        Dù chúng ta có chấp nhận sự chồng chất hay cách giải thích đa vũ trụ, thì thuyết lượng tử vẫn là một khoa học khó hiểu. Tuy nhiên, nó đã chứng tỏ mình là một lý thuyết khoa học thực tiễn và thành công nhất từ trước đến nay. Ngoài khả năng giải thích được kết quả thí nghiệm của Young, thuyết lượng tử còn giải thích thành công nhiều hiện tượng khác. Chỉ thuyết lượng tử mới cho phép các nhà vật lý tính toán được những hậu quả của các phản ứng hạt nhân trong các nhà máy điện nguyên tử; chỉ thuyết lượng tử mới có thể giải thích được những điều kỳ lạ của ADN; chỉ thuyết lượng tử mới giải thích được mặt trời chiếu sáng như thế nào; và chỉ thuyết lượng tử mới có thể được sử dụng để thiết kế các đầu đọc laser để đọc các đĩa CD trong máy nghe nhạc của bạn. Vì vậy, dù muốn hay không, chúng ta vẫn đang sống trong một thế giới lượng tử.
Logged

Giangtvx
Thượng tá
*
Bài viết: 25402


« Trả lời #176 vào lúc: 16 Tháng Sáu, 2020, 08:52:27 am »


        Trong tất cả các hệ quả của lý thuyết lượng tử, thì hệ quả quan trọng nhất về mặt công nghệ chính là máy tính lượng tử. Cùng với việc phá hủy độ an toàn của tất cả các mật mã hiện đại, máy tính lượng tử còn mở ra một kỷ nguyên mới về sức mạnh máy tính. Một trong những nhà tiên phong trong lĩnh vực máy tính lượng tử là nhà vật lý người Anh, David Deutsche, người bắt đầu làm việc với khái niệm này vào năm 1984, khi ông tham dự một cuộc hội thảo về lý thuyết tính toán. Trong khi nghe một diễn giả tại hội thảo, Deutsch đã chợt phát hiện ra một điều mà trước đây không để ý tới. Trước đây người ta ngầm giả định rằng tất cả các máy tính đều thực sự vận hành theo các định luật của vật lý cổ điển, song Deutsch tin chắc rằng các máy tính phải tuân theo các định luật của vật lý lượng tử, vì các định luật lượng tử là cơ bản hơn.

        Các máy tính thông thường vận hành ở cấp độ tương đối vĩ mô, cấp độ mà ở đó, các định luật lượng tử và định luật cổ điển là hầu như không thể phân biệt được. Vì vậy sẽ không thành vấn đề khi các nhà khoa học nói chung suy nghĩ về các máy tính thông thường thông qua vật lý học cổ điển. Tuy nhiên, ở cấp độ vi mô, hai hệ thống quy luật là hoàn toàn khác nhau, và ở cấp độ này chỉ các định luật của vật lý học lượng tử mới là chính xác. Ở cấp độ vi mô, các định luật lượng tử bộc lộ những điều kỳ quặc thực sự của chúng và một máy tính được tạo dựng để tận dụng những quy luật này sẽ hành xử theo một cách hoàn toàn khác. Sau cuộc hội thảo, Deutsch trở về nhà và bắt đầu viết lại lý thuyết về máy tính dưới ánh sáng của cơ học lượng tử. Trong một bài báo công bố năm 1985, ông đã mô tả hệ máy tính lượng tử của mình vận hành theo các định luật của vật lý học lượng tử. Đặc biệt là ông đã giải thích máy tính lượng tử của ông khác với một máy tính thông thường như thế nào.

        Hãy tưởng tượng rằng bạn có hai phiên bản của một vấn đề. Để trả lời cả hai bằng máy tính thông thường, bạn sẽ phải đưa vào phiên bản thứ nhất và đợi câu trả lời, sau đó mới đưa vào phiên bản thứ hai và đợi trả lời. Nói cách khác, một máy tính thông thường chỉ có thể xử lý một vấn đề một lần và nếu có một số vấn đề thì nó phải xử lý chúng một cách lần lượt. Tuy nhiên, với một máy tính lượng tử, hai vấn đề có thể được tổ hợp lại thành một chồng chất của hai trạng thái và nhập đồng thời vào máy tính - tự máy tính sẽ đưa vào một chồng chất của hai trạng thái, mỗi trạng thái cho một vấn đề. Hoặc, theo cách diễn giải nhiều vũ trụ, thì máy sẽ đi vào hai vũ trụ khác nhau và trả lời mỗi phiên bản của một vấn đề trong mỗi vũ trụ khác nhau. Bất chấp cách giải thích là nhu thế nào, máy tính lượng tử có thể xử lý hai vấn đề cùng một lúc bằng việc tận dụng các định luật của vật lý học lượng tử.

Hình 72 David Deutsch.
Logged

Giangtvx
Thượng tá
*
Bài viết: 25402


« Trả lời #177 vào lúc: 16 Tháng Sáu, 2020, 08:52:58 am »

       
        Để có một ý niệm nào đó về sức mạnh của máy tính lượng tử, chúng ta có thể so sánh việc vận hành của nó với máy tính truyền thống bằng cách xem điều gì sẽ xảy ra nếu mỗi máy được sử dụng để giải quyết một vấn đề cụ thể. Chẳng hạn, hai loại máy tính được dùng để giải quyết bài toán tìm một số mà bình phương và lập phương của nó chứa tất cả các chữ số từ 0 đến 9 một lần và chỉ một lần. Nếu chúng ta thử số 19, ta có 192 = 361 và 193 = 6,859. số 19 không phù hợp với yêu cầu vì bình phương và lập phương của nó chỉ chứa các chữ số 1,3, 5, 6, 8, 9, tức là thiếu các số 0, 2, 4, 7 và số 6 bị lặp lại hai lần.

        Để giải bài toán này với máy tính thường, người sử dụng sẽ phải chấp nhận thực hiện theo cách sau. Người thực hiện nạp số 1 vào và sau đó để máy tính kiểm tra. Khi máy tính hoàn tất việc tính toán cần thiết, nó sẽ thông báo là số đó có thỏa mãn tiêu chí đặt ra hay không, số 1 không thỏa mãn, vì vậy, người sử dụng lại nạp vào số 2 và đợi máy tính tính ra một kết quả khác và cứ tiếp tục như vậy, cho đến khi cuối cùng con số thích hợp được tìm thấy. Kết quả là số 69, vì 692 = 4,761 và 693 = 328,509, và các số này thực sự chứa đủ mười chữ số, mỗi chữ số xuất hiện một lần và chỉ một lần. Trong thực tế, số 69 là số duy nhất thỏa mãn điều kiện này. Rõ ràng là quá trình này rất mất thời gian, vì máy tính thường chỉ kiểm tra được mỗi lần một số. Nếu máy tính phải mất 1 giây để kiểm tra một số thì nó phải mất 69 giây để tìm ra kết quả. Ngược lại, một máy tính lượng tử sẽ tìm ra đáp số chỉ trong 1 giây.

        Người sử dụng bắt đầu bằng việc biểu thị các số theo một cách đặc biệt để tận dụng sức mạnh của máy tính lượng tử. Một cách để biểu diễn các con số là dưới dạng các hạt quay - nhiều hạt cơ bản vốn dĩ xoay tròn, chúng có thể quay theo hướng đông hoặc hướng tây, giống như quả bóng rổ quay trên đầu ngón tay. Khi một hạt quay về phía đông, nó biểu diễn số 1, và khi nó quay về hướng tây, nó biểu diễn số 0. Vì vậy, một chuỗi các hạt quay biểu diễn một chuỗi các số 1 và 0 hay là một số nhị phân. Chẳng hạn, 7 hạt, quay hướng đông, đông, tây, đông, tây, tây, tây tương ứng, biểu diễn số nhị phân 1101000, tương đương với số thập phân 104. Dựa trên sự quay của chúng, một tổ hợp của 7 hạt quay có thể biểu diễn một số bất kỳ từ 0 đến 127.

        Với một máy tính thường, người sử dụng sẽ phải nạp vào từng chuỗi riêng lẻ, chẳng hạn như tây, tây, tây, tây, tây, tây, đông, biểu diễn số 0000001, đây đơn giản là số thập phân 1. Người vận hành sau đó sẽ phải đợi máy tính kiểm tra xem số này có phù hợp với điều kiện ban đầu hay không. Sau đó người sử dụng sẽ nạp tiếp số 0000010, là một chuỗi các hạt quay biểu diễn số 2 và cứ tiếp tục như vậy. Như trước, các số sẽ phải được nạp vào mỗi lần một số, mà chúng ta đã biết là rất tốn thời gian. Tuy nhiên, nếu làm việc với một máy tính lượng tử, người sử dụng sẽ có một cách nạp số khác nhanh hơn nhiều. Vì mỗi hạt là cơ bản nên nó tuân theo các định luật của vật lý học lượng tử. Vì vậy, khi một hạt không quan sát được thì nó có thể ở vào tình trạng chồng chất của các trạng thái, tức là nó quay đồng thời theo cả hai hướng, và vì vậy biểu thị cả số 0 và 1 cùng một lúc. Một cách khác, chúng ta có thể cho rằng các hạt đi vào hai vũ trụ khác nhau: trong một vũ trụ nó quay theo hướng đông và biểu thị cho số 1 trong khi ở vũ trụ kia, nó quay theo hướng tây và biểu thị cho số 0.

        Sự chồng chất đạt được bằng cách sau. Hãy tưởng tượng là chúng ta có thể quan sát được một trong các hạt và nó quay theo hướng tây. Để thay đổi chiều quay của nó, chúng ta sẽ phải cung cấp một xung năng lượng đủ mạnh để kích cho hạt đó quay theo hướng đông. Nếu chúng ta cung cấp một xung yếu, thì khi chúng ta may mắn, hạt sẽ thay đổi chiều quay của nó, và khi chúng ta không may, hạt sẽ vẫn tiếp tục quay theo hướng tây. Cho đến đây, hạt đã được quan sát rõ ràng và chúng ta có thể theo dõi quá trình quay của nó. Tuy nhiên, nếu hạt đang quay theo hướng tây và được đặt vào trong hộp, ngoài tầm quan sát của chúng ta, và nó được cung cấp một xung năng lượng yếu, thì chúng ta không biết được chiều quay của nó có thay đổi hay không. Nghĩa là hạt ở tình trạng chồng chất của sự quay theo hướng đông và quay theo hướng tây, giống như con mèo ở tình trạng chồng chất của chết và sống. Bằng cách lấy bảy hạt quay theo hướng tây, đặt chúng vào trong hộp và cung cấp một xung năng lượng yếu cho mỗi hạt, thì cả bảy hạt sẽ đều ở tình trạng chồng chất.
Logged

Giangtvx
Thượng tá
*
Bài viết: 25402


« Trả lời #178 vào lúc: 17 Tháng Sáu, 2020, 06:48:56 am »


        Với cả bảy hạt ở tình trạng chồng chất, chúng sẽ biểu diễn được mọi tổ hợp khả dĩ của sự quay theo hướng đông và tây. Bảy hạt đồng thời biểu diễn 128 trạng thái, hay 128 số khác nhau. Người sử dụng nhập bảy hạt, trong khi chúng vẫn đang ở tình trạng chồng chất, vào máy tính lượng tử và nó sau đó sẽ thực hiện việc tính toán của mình như thể nó đang kiểm tra đồng thời tất cả 128 số. Sau 1 giây, máy tính đưa ra kết quả là số 69, thỏa mãn điều kiện yêu cầu. Người sử dụng lấy 128 phép tính làm giá của một phép tính.

        Máy tính lượng tử thách thức sự hiểu biết thông thường. Bỏ qua chi tiết đã diễn ra trong 1 giây, máy tính lượng tử có thể được xem xét theo hai cách khác nhau, phụ thuộc vào cách giải thích nào của cơ học lượng tử mà bạn thích hơn. Một số nhà vật lý coi máy tính lượng tử như là một thực thể duy nhất thực hiện được sự tính toán đồng thời với 128 số. Quan điểm khác coi nó là 128 thực thể, mỗi thực thể là một vũ trụ riêng biệt, mỗi thực thể thực hiện chỉ một phép tính. Tính toán lượng tử là công nghệ của vùng tranh tối tranh sáng.

        Khi máy tính truyền thống thường vận hành trên các xâu gồm các số 1 và số 0, các số 1 và các số 0 được gọi là các bit, viết tắt của binary digit (số nhị phân). Vì máy tính lượng tử xử lý các chuỗi số 1 và 0 ở tình trạng chồng chất lượng tử, nên chúng được gọi là bit lượng tử hay qubit (phát âm là cubits). Lợi thế của qubit trở nên rõ ràng hơn khi chúng ta xem xét nhiều hạt hơn. Với 250 hạt quay, hay 250 qubit, nó có thể biểu thị cho 1075 tổ hợp, nhiều hơn số nguyên tử trong vũ trụ. Nếu có thể đạt được sự chồng chất thích hợp với 250 hạt, thì máy tính lượng tử có thể thực hiện đồng thời 1075 phép tính, chỉ trong vòng 1 giây.

        Việc khai thác các hiệu ứng lượng tử có thể dẫn đến máy tính lượng tử với sức mạnh không thể tưởng tượng nổi. Không may là khi Deutsch sáng tạo ra hệ máy tính lượng tử của mình vào giữa những năm 1980, không một ai biết làm thế nào để chế tạo được một máy tính như thế trong thực tế. Chẳng hạn, các nhà khoa học không thể thực sự chế tạo ra bất cứ thứ gì có thể tính toán với các hạt quay ở tình trạng chồng chất trạng thái. Một trong những rào cản lớn nhất là vẫn duy trì sự chồng chất các trạng thái trong suốt quá trình tính toán. Một tình trạng chồng chất tồn tại chỉ khi nó không được quan sát, song quan sát theo nghĩa chung nhất bao gồm bất kỳ một sự tương tác nào với bất kỳ thứ gì ở bên ngoài đối với tình trạng chồng chất đó. Một nguyên tử riêng lẻ lang thang tương tác với một trong các hạt quay sẽ khiến cho sự chồng chất rơi vào một trạng thái và làm cho việc tính toán lượng tử hoàn toàn thất bại.

        Một vấn đề khác là các nhà khoa học không tìm ra cách nào để lập trình cho một máy tính lượng tử, và vì vậy không biết chắc chắn nó có thể thực hiện những loại tính toán nào. Tuy nhiên, vào năm 1994, Peter Shor của Phòng Thí nghiệm AT&T Bell ở New Jersey đã thành công trong việc xác định một chương trình hữu dụng cho máy tính lượng tử. Một tin tức quan trọng đối với các nhà giải mã đó là chương trình của Shor đã vạch ra một chuỗi các bước mà một máy tính lượng tử cần thực hiện để phân tích một số cực lớn ra thừa số - đó chính là điều cần thiết để hóa giải mật mã RSA. Khi Martin Gardner đưa ra câu đố về RSA trên tờ Scientific American, 600 máy tính đã phải làm việc cật lực trong vài tháng mới phân tích được một số gồm 129 chữ số ra thừa số nguyên tố. Để so sánh, chương trình của Shor có thể phân tích ra thừa số một số lớn hơn một triệu lần, nhưng trong thời gian chỉ bằng 1 phần triệu. Không may là Shor không thể thực thi chương trình phân tích ra thừa số của mình, vì vẫn chưa có máy tính lượng tử.

        Sau đó, vào năm 1996, Lov Grover, cũng tại Phòng thí nghiệm Bell, đã khám phá ra một chương trình rất mạnh khác. Chương trình của Grover là một cách tìm kiếm một danh sách với tốc độ cực cao, nó xem ra không có gì thú vị đặc biệt nếu bạn không biết rằng đó chính xác là điều cần có để giải mật mã DES. Để phá vỡ một mật mã DES thì cần tìm kiếm một danh sách tất cả các chìa khóa mã tiềm năng để tìm ra chìa khóa mã đúng. Nếu một máy tính thông thường có thể kiểm tra một triệu chìa khóa mã trong một giây thì nó phải mất 1.000 năm để phá vỡ nổi mật mã DES, trong khi một máy tính lượng tử sử dụng chương trình của Grover có thể tìm thấy chìa khóa mã trong vòng chưa đến 4 phút.
Logged

Giangtvx
Thượng tá
*
Bài viết: 25402


« Trả lời #179 vào lúc: 17 Tháng Sáu, 2020, 06:49:16 am »


        Hoàn toàn tình cờ khi hai chương trình máy tính lượng tử đầu tiên được phát minh lại chính là điều mà các nhà giải mã hiện đặt lên hàng đầu danh sách những điều mơ ước của họ. Mặc dù chương trình của Shor và Grover đã tạo nên niềm lạc quan vô cùng to lớn trong các nhà giải mã, song vẫn còn sự thất vọng lớn vì vẫn chưa có một máy tính lượng tử thực sự để có thể chạy được các chương trình này. Không có gì ngạc nhiên khi mà tiềm năng của thứ vũ khí tối thượng trong công nghệ giải mã lại gợi sự thèm muốn của các tổ chức như Cơ quan các Dự án Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến (DARPA) và Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos, những tổ chức đang cố gắng một cách độc lập nhằm chế tạo được những thiết bị có thể xử lý các qubit tương tự như chip silicon xử lý các bit. Mặc dù một số thành quả gần đây đã khích lệ tinh thần các nhà nghiên cứu rất nhiều, song công bằng mà nói thì công nghệ vẫn còn rất sơ khai. Năm 1998, Serge Haroche của trường Đại học Paris VI đã đặt những điều phóng đại, cường điệu xung quanh những thành quả đó vào đúng vị trí khi ông bác bỏ những tuyên bố cho rằng máy tính lượng tử thực sự sẽ đạt được trong vài năm tới. Ông nói điều này chẳng khác gì việc cần mẫn lắp ráp lớp thứ nhất của một ngôi nhà bằng những quân bài rồi sau đó khuếch khoác rằng lắp tiếp 15.000 lớp nữa chỉ đơn giản là vấn đề thủ tục.

        Chỉ có thời gian mới trả lời được là liệu các vấn đề chế tạo một máy tính lượng tử có thể vượt qua được hay không và nếu được thì khi nào. Vì vậy trong khi chờ đợi, chúng ta chỉ có thể suy luận về những ảnh hưởng của nó đối với thế giới của khoa học mật mã. Kể từ những năm 1970, các nhà tạo mã rõ ràng đã vượt lên trong cuộc đua với các nhà giải mã, nhờ những mật mã như DES và RSA. Các loại mật mã này đúng là một nguồn quý báu, vì chúng hoàn toàn đáng tin cậy để mã hóa thư điện tử và bảo vệ bí mật riêng tư của chúng ta. Tương tự, khi bước vào thế kỷ 21, ngày càng nhiều hoạt động thương mại được thực hiện trên Internet, và thị trường điện tử sẽ phải dựa vào các mật mã mạnh để bảo vệ và xác nhận các giao dịch tài chính. Khi thông tin trở thành hàng hóa có giá trị nhất trên thế giới, vận mệnh về kinh tế, chính trị và quân sự của các quốc gia sẽ phụ thuộc vào sức mạnh của mật mã.

        Do vậy, việc phát triển một máy tính lượng tử vận hành một cách đầy đủ sẽ gây nguy hiểm cho bí mật cá nhân, làm phương hại đến thương mại điện tử và phá hỏng khái niệm an ninh quốc gia. Một máy tính lượng tử sẽ hủy hoại sự ổn định của thế giới. Quốc gia nào đạt đến đó trước tiên sẽ có khả năng kiểm soát được thông tin liên lạc của mọi công dân nước mình, đọc được ý nghĩ của mọi đối thủ về thương mại và nghe được mọi kế hoạch của kẻ thù. Mặc dù vẫn còn đang trong giai đoạn phôi thai, song tính toán lượng tử đang đặt ra mối đe dọa tiềm tàng đối với cá nhân, với kinh doanh quốc tế và với an ninh toàn cầu.
Logged

Trang: « 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 »   Lên
  In  
 
Chuyển tới:  

Powered by MySQL Powered by PHP Powered by SMF 1.1.21 | SMF © 2006-2008, Simple Machines

Valid XHTML 1.0! Valid CSS! Dilber MC Theme by HarzeM