Kvantové počítače mohou jednou zásadním způsobem změnit pravidla hry v bezpečnosti, zpracování dat i vojenských technologiích. Česká armáda proto už dnes hledá konkrétní využití kvantových technologií a řeší, jak ochránit informace před dobou, kdy současné šifrování nemusí stačit.
Brigádní generál Petr Šnajdárek na konferenci Ekonomického deníku s názvem Nová éra inteligence, člověk, stroje a kvantum popsal, proč se kvantová budoucnost rozhoduje už teď.
Jako na začátku internetu
Kvantové počítače stojí dnes na stejném počátku jako kdysi internet. Tehdy jsme také netušili, jak zásadně změní svět a jaké obří firmy díky němu vzniknou. Za třicet let posunuly technologie svět způsobem, který si na začátku málokdo dokázal představit. Stejně se musíme dívat i na kvantové technologie. Nesmíme jen čekat a sledovat výtvory ostatních. Musíme stát u vývoje od začátku. Jinak si budoucí trh rozeberou jiní a my zůstaneme pouze spotřebiteli.
Česká republika má šanci vytvořit inkubátor nových „kvantových Avastů a Seznamů“. Tedy firem, které zaměstnají špičkové české odborníky, vytvoří vysoce kvalifikovaná pracovní místa a přinesou peníze do státního rozpočtu. Stojíme na prahu nové technologické éry. Dnes rozhodujeme o tom, zda budeme jejími tvůrci, nebo jen pozorovateli.
Kvantový počítač si lze snadno představit jako technologii z daleké budoucnosti. U některých specifických úloh může nabídnout možnosti, ke kterým klasické počítače přistupují výrazně obtížněji. Pro armádu proto není klíčové jen to, kdy budou kvantové počítače výkonnější. Podstatné je, co tato technologie udělá s bezpečností, daty a schopností pracovat s informacemi.
Právě proto už česká armáda hledá konkrétní případy využití kvantových technologií.
Ředitel Sekce komunikačních a informačních systémů ministerstva obrany brigádní generál Petr Šnajdárek vysvětlil, jak se armáda snaží dostat od fascinace novou technologií ke konkrétnímu vojenskému využití. A ukázal přitom jednu věc, která může být pro bezpečnost mnohem důležitější než samotný kvantový počítač. Na budoucnost zabezpečení dat totiž podle něj není možné čekat až do chvíle, kdy bude kvantová technologie dostatečně výkonná.
Armáda nejprve hledá problém, teprve potom technologii
Armáda podle Šnajdárka nejprve definovala své operační požadavky a potřeby a hledala oblasti, kde by kvantové technologie mohly přinést skutečný přínos. Mezi ně patří například zpracování obrovských objemů dat, komunikace a šifrování, senzory v oblasti elektronického boje nebo další oblasti vojenského výzkumu. Šnajdárek zároveň zdůraznil, že armáda je součástí společnosti a sama nemůže všechny nové technologie rozvíjet bez spolupráce s akademickou sférou.
Právě v oblasti kvantových technologií se podle něj podařilo překonat administrativní a byrokratické překážky. Armáda loni uzavřela spolupráci s ČVUT a Univerzitou obrany zaměřenou na kvantové počítače a kvantové technologie poskytované společností IBM.
Nejde přitom pouze o to technologii získat. Armáda se potřebuje naučit rozumět tomu, co kvantové technologie skutečně dokážou a kde je možné jejich schopnosti smysluplně využít.
Kvantový počítač není nový superpočítač
Jak vysvětlil Jan Kočí, kvantové počítače už dnes existují. Neznamená to ale, že by měly jednoduše nahradit klasické počítače. Kvantové počítače pracují odlišným způsobem a jejich využití dává smysl především u specifických typů výpočtů. Dnes je možné na nich efektivně řešit jen relativně omezený okruh úloh.
Budoucnost proto podle Kočího může spočívat v kombinaci obou přístupů. Klasické počítače budou dál zpracovávat běžné úlohy, zatímco kvantový výpočet může převzít ty části problémů, u nichž nabídne potřebný výkon. Výsledek se následně vrátí ke klasickému zpracování.
Klíčové proto není jen mít kvantový počítač. Nejdříve je potřeba najít problém, pro který má kvantový výpočet skutečný smysl. Právě takové problémy se dnes snaží hledat armáda společně s akademickou sférou.
Největší kvantoproblém možná není v budoucnosti
Ještě důležitější otázka se týká šifrování. Jan Kočí upozornil na princip označovaný jako „Harvest Now, Decrypt Later“ – tedy získat data dnes a dešifrovat je později. Útočník může potenciálně získávat zašifrovaná data už nyní a uchovávat je pro dobu, kdy bude k dispozici dostatečně výkonná technologie schopná prolomit dnes používané způsoby zabezpečení.
Kvantová hrozba tak nemusí začít až ve chvíli, kdy budou k dispozici skutečně výkonné kvantové počítače. Problém může vznikat už dnes samotným shromažďováním dat, která mají zůstat utajená i v budoucnu. Právě proto se řeší postkvantová kryptografie. Přechod na nové algoritmy ale podle Kočího není otázkou jednoduché výměny jednoho šifrovacího algoritmu za jiný.
Důležitá je celá bezpečnostní architektura. Systémy je podle něj potřeba navrhovat tak, aby bylo možné jejich jednotlivé bezpečnostní prvky v budoucnu inovovat a reagovat na vývoj technologií. To je zásadní zejména u systémů, které mají fungovat dlouhodobě a jejichž bezpečnost bude muset odolávat technologickému vývoji v příštích desetiletích.
Šifrování je jen jedna část příběhu
Kvantové technologie ale podle účastníků konference nemusejí změnit pouze oblast kryptografie. Šnajdárek zdůraznil, že kvantové výpočty a umělá inteligence musí jít ruku v ruce. Armáda pracuje s obrovským množstvím dat a právě jejich zpracování představuje jednu z oblastí, kde se nové technologie mohou vzájemně doplňovat.
Jan Kočí připomněl, že například trénování neuronových sítí vyžaduje značný výpočetní výkon. Kvantový počítač by teoreticky mohl některé podobné výpočty urychlit. Současně je ale tato oblast teprve na začátku a vyžaduje nové algoritmy i nové způsoby využití kvantových počítačů.
Jiří Veselý proto označil kvantové technologie za revoluční, zároveň ale upozornil, že jsme stále na začátku jejich vývoje. Jejich potenciál může být značný. Jak přesně se ale technologie nakonec prosadí a které konkrétní úlohy bude zvládat nejlépe, se teprve ukáže.
Budoucí kvantový počítač nemusí vypadat jako ten dnešní
Jedna z představ, které mohou při debatě o kvantových počítačích vzniknout, počítá s tím, že jednou jednoduše nahradí klasické počítače. Tak jednoduché to ale podle Jana Kočího není. Kvantové počítače využívají odlišný způsob výpočtu a jejich výhoda se projeví jen u určitých problémů.
Pro řadu běžných úloh proto zůstávají klasické počítače vhodnějším řešením. I proto bude podle něj důležité hledat konkrétní výpočty, kde může kvantová technologie nabídnout zásadní výhodu. Kvantum tedy není univerzální zkratkou ke všem výpočetním problémům. Rozhodující bude schopnost správně určit, které úlohy má smysl na kvantovou technologii přenést.
Armáda nechce čekat, až bude technologie dokonalá
Právě tento přístup odpovídá tomu, jak o kvantových technologiích mluví Šnajdárek. Nejprve je potřeba pojmenovat problém, který armáda skutečně potřebuje vyřešit. Poté hledat technologické řešení a partnery, kteří ho dokážou vytvořit nebo zavést do praxe.
Tady podle Šnajdárka vzniká prostor pro spolupráci armády, univerzit a průmyslu. Armáda může formulovat své potřeby a slabá místa, akademická sféra může hledat řešení a firmy mohou výsledné technologie vyvíjet a zavádět. Právě propojení těchto světů považují účastníci konference za jednu z cest, jak nové technologie dostat z výzkumu do reálného využití.
Od kvantopočítačů až k vojákovi na bojišti
Debata o kvantových technologiích se na konferenci přirozeně dotkla i dalších oblastí, v nichž se mění způsob vedení vojenských operací. Šnajdárek například popsal vznik národního testovacího polygonu pro bezosádkové systémy, včetně systémů velení a řízení a umělé inteligence.
Právě u autonomních systémů ale podle něj zůstává zásadní otázka člověka a jeho rozhodování. Jiří Veselý v této souvislosti upozornil na problém odpovědnosti. Pokud autonomní systém udělá chybu, musí být jasné, kdo za jeho použití a za rozhodnutí v systému odpovídá.
Technologie tedy nemusí lidskou odpovědnost odstranit. Může ji naopak přesunout do složitějšího systému, v němž bude ještě důležitější vědět, kdo má poslední slovo.
Kvantová budoucnost se rozhoduje už dnes
Šnajdárkův přístup ke kvantovým technologiím je ve výsledku poměrně praktický. Nejde o to podlehnout představě futuristického stroje, ale zjistit, kde může nová technologie změnit schopnosti armády.
Jednou z nejdůležitějších oblastí je přitom ochrana informací. Pokud někdo dokáže dnešní zašifrovaná data získat a uložit, nemusí být rozhodující, zda je dokáže rozšifrovat právě dnes. Rozhodující může být okamžik, kdy k tomu bude mít technologické prostředky.
Proto nelze čekat na první dostatečně výkonný kvantový počítač a teprve potom začít přemýšlet o zabezpečení. Kvantové technologie možná ještě dlouho nebudou běžným nástrojem. Příprava na jejich dopady ale musí začít mnohem dříve. A právě proto česká armáda hledá konkrétní využití kvantových technologií už dnes.
