São Paulo — InkDesign News — O recente avanço em algoritmos de machine learning e deep learning abre um leque de possibilidades para a computação quântica, especialmente na aplicação do algoritmo de Shor para fatoração de números inteiros.
Arquitetura de modelo
O algoritmo de Shor, introduzido na década de 1990, utiliza uma abordagem quântica que combina estimation de fase e circuitos quânticos. A premissa central é a busca pela ordem de números inteiros em um grupo específico, o que poderia revolucionar a segurança cibernética. Tradicionalmente, a fatoração de números grandes é inviável com a computação clássica, uma vez que leva um tempo exponencial para ser concluída.
“O algoritmo de Shor é um exemplo impressionante que supera o desempenho dos algoritmos clássicos.”
(“Shor’s algorithm is a remarkable example of outperforming classical algorithms.”)— Especialista em Algoritmos, Universidade de Harvard
Treinamento e otimização
Recentemente, com o desenvolvimento da plataforma quântica da IBM, o algoritmo foi implementado em circuitos com até 128 qubits. A otimização envolve a gestão da complexidade do circuito, que deve minimizar o número de gates enquanto mantém a precisão das medições. O treinamento do modelo requer repetidas execuções do circuito, preferencialmente entre 100 e 1000 tentativas, a fim de assegurar a definição dos parâmetros ideais.
“Precisamos ajustar as operações em relação ao ruído quântico para obter resultados que sejam significativos.”
(“We need to tune operations against quantum noise to gain meaningful results.”)— Pesquisador em Computação Quântica, MIT
Resultados e métricas
Os resultados até o momento demonstram que a execução do algoritmo de Shor em números pequenos, como 15 e 21, produziu fatores corretos. Contudo, quando aplicados em hardware quântico real, os dados tendem a ser ofuscados pelo ruído quântico. No caso das simulações sem ruído, a implementação foi capaz de identificar ordens de até 6, evidenciando que a teoria avança, mas a prática ainda enfrenta desafios operacionais.
As métricas em corrida quântica indicam que o número de gates pode ter impacto significante, sendo necessário pelo menos 2482 operações para uma execução precisa do circuito, o que destaca a necessidade de melhoria na eficiência dos algoritmos quânticos.
Com os contínuos avanços em hardware quântico, as possibilidades de aplicações práticas do algoritmo de Shor estão em uma curva ascendente. As previsões indicam que em poucos anos, a implementação completa poderá desafiar os sistemas atuais de criptografia, promovendo um novo paradigma na segurança digital.
Fonte: (Towards Data Science – AI, ML & Deep Learning)
