La Blockchain resisterà alla minaccia dei computer quantistici?

È ancora in fase di sperimentazione, ma già promette di rivoluzionare l’informatica e il digital per come li conosciamo oggi. Stiamo parlando del quantum computing, una tecnologia innovativa e avanzatissima che consente di raggiungere potenze di calcolo inimmaginabili fino ad oggi. Le applicazioni di tale sistema di calcolo potrebbero avere un impatto senza precedenti sulla nostra società e potrebbero perfino far passare in secondo piano altre tecnologie innovative, prima tra tutte la blockchain.

Cos’è il computer quantistico

Il quantum computing è un sistema di elaborazione delle informazioni che utilizza i fenomeni descritti dalla meccanica quantistica per eseguire le operazioni sui dati. Si tratta di una possibilità formulata a livello teorico (in tempi diversi) da Richard Feynman e Murray Gell-Mann, entrambi premi Nobel per la fisica. In particolare quest’ultimo intuì che si sarebbero potute sfruttare le proprietà delle particelle elementari per costituire un nuovo elemento base su cui costruire una nuova informatica.

Invece dei convenzionali bit (cioè l’unità binaria che utilizza le cifre 0 e 1 in sequenza) nei computer quantistici si usano i qubit, ovvero gli elementi base codificati dallo stato quantico in cui si trova una particella o un atomo. Lo stato quantico è definito dallo spin di una particella, la quale ha due stati che possono essere utilizzati per codificare informazioni binarie. Un’ulteriore possibilità è il fatto che le particelle possono esistere anche in una sovrapposizione di stati (cioè avere uno stato multiplo nello stesso istante), aumentando così le possibilità di codifica delle informazioni. In questo modo si possono risolvere problemi di complessità esponenziale.

I rischi per le tecnologie attuali

Tra gli scenari che si aprono nel caso di un’ampia applicazione della tecnologia di calcolo quantistico c’è quello della sicurezza. Molti attuali sistemi di sicurezza informatica si basano sulla crittografia e in particolare sulla risoluzione di problemi molto complessi dal punto di vista del calcolo per i normali computer. L’introduzione dei computer quantistici renderebbe immediatamente solvibili questi problemi e farebbe sì che siano del tutto inutilizzabili anche i più complessi algoritmi di crittografia. In questo contesto sarebbe a rischio perfino la tecnologia Blockchain, che viene attualmente presentata come sicura per via dell’elevato numero di operazioni che richiede per una modifica delle informazioni.

Questo aspetto è da tenere in considerazione per chi intende investire in criptovalute, ovviamente su un orizzonte di lungo termine. Già oggi sono stati ipotizzati degli algoritmi che metterebbero a serio rischio la sicurezza della Blockchain, che se dovessero essere implementati renderebbero non più sicura questo tipo di tecnologia. Con conseguenze anche per tutte le criptovalute e le aziende che la utilizzano.

In particolare, l’algoritmo di Shor è una delle minacce più temute. Questo algoritmo permette di scardinare facilmente gli algoritmi attualmente utilizzati, soprattuto quelli a chiave pubblica, la cui base consiste nella complessità di scomposizione in fattori del prodotto di grandi numeri primi. Per avere un’idea, oggi il computer più potente, per effettuare la scomposizione in fattori di un numero di 300 cifre, impiegherebbe ben 150.000 anni. Un computer quantistico per la stessa operazione impiegherebbe appena pochi secondi.

Le soluzioni per la Blockchain

Il problema è così sentito dalla comunità informatica che, sebbene i computer quantistici non siano ancora una minaccia concreta, sono iniziate ad emergere delle soluzioni. Per quanto riguarda gli algoritmi, sono già stati sviluppati degli algoritmi con crittografia post quantistica, cioè a prova di computer quantico. Attualmente rimangono poco diffusi ma sono comunque disponibili per applicazioni commerciali.

Per la Blockchain, negli ultimi anni è stato sviluppato l’algoritmo di Merkle, che consente di effettuare le operazioni classiche di una Blockchain ma è anche a prova di computer quantistici. Inoltre, la criptovaluta IOTA (una delle più scambiate) è già definita una valuta post quantistica. Utilizza un sistema basato sui grafi e tra i vantaggi c’è quello di non presentare costi per le transazioni.

Le aziende e gli studi

Si tratta di un mondo del tutto inesplorato e difficile da capire a livello teorico per i non addetti ai lavori. Ma le possibilità di applicazione sono concrete e lo dimostrano i tanti progetti di ricerca in questo campo. Le università e le aziende tecnologiche che stanno scommettendo sulle possibilità del quantum computing stanno raccogliendo i primi successi. In particolare la IBM, Google e la NASA hanno già sviluppato dei modelli funzionanti, seppure in scala ridotta. La IBM ha presentato un computer della potenza di 50 qubit, mentre Google uno che sviluppa una potenza di calcolo di 70 qubit. Al momento attuale, comunque, il problema principale da risolvere per questa tecnologia rimane l’instabilità, solo dopo si potrà parlare di un utilizzo via via più diffuso. In ogni caso, il futuro dell’informatica si annuncia molto diverso dall’attuale. La potenza di calcolo sarà molto maggiore rispetto all’attuale e la venuta dei computer quantistici potrebbe costituire un’ulteriore rivoluzione. Con la velocità di avanzamento di queste tecnologie, c’è da scommettere che non dovremo aspettare molti anni…