La cryptographie post-quantique est la science des méthodes de cryptage destinées à se défendre contre un ordinateur quantique. Bien qu'ils ne soient pas encore largement utilisés en raison de l'instabilité et de la conception technique difficile, les ordinateurs quantiques gagnent du terrain dans l'industrie informatique, d'autant plus que Google développe son propre ordinateur quantique. Plutôt que des algorithmes et des bits mathématiques standard, un ordinateur quantique utilise la mécanique quantique et les qubits, qui sont plus modifiables et flexibles que les bits. L'informatique quantique utilise donc des concepts de la mécanique quantique tels que les particules légères et l'intrication. La mécanique quantique est imprévisible et peu fiable, tout comme l'informatique quantique.
En informatique quantique, les qubits ne détiennent pas seulement une valeur de 0 ou 1 comme le font les bits. En physique quantique, les particules peuvent ne pas avoir une valeur cohérente. L'intrication quantique, l'interdépendance des particules les unes sur les autres et l'instabilité de la valeur des qubits permettent à un ordinateur quantique de calculer de nombreuses combinaisons de nombres en même temps, une avancée au-delà du cryptage standard.
Les clés de chiffrement utilisent généralement une série complexe de nombres (plus il y a de bits, plus il est complexe) pour rendre l'écoute ou le décodage plus difficile. Si un ordinateur quantique tentait de décoder une clé de chiffrement standard, ce serait beaucoup plus efficace. Les pirates informatiques peuvent passer très longtemps à essayer de deviner des combinaisons de nombres; l'utilisation de la nature changeante de l'intrication quantique leur permettrait de deviner des combinaisons à un rythme inouï.
Bien que l'informatique quantique ne soit ni très fiable ni très répandue, elle pourrait se développer beaucoup plus rapidement en fonction des progrès de Google et d'autres grandes entreprises technologiques. Les experts en sécurité craignent que le développement des ordinateurs quantiques ne menace la cryptographie standard. Une méthode possible de défense contre les attaques informatiques quantiques est la cryptographie quantique. Bien que cela ressemble beaucoup à la cryptographie post-quantique (et est très similaire), il accomplit un objectif légèrement différent. La cryptographie quantique sécurise la transmission de données en utilisant des photons pour créer une clé de cryptage secrète. Toute tentative d'écoute ou d'interférence avec la communication provoque une perturbation claire, permettant aux utilisateurs de mettre fin à une connexion ou d'identifier une tentative de piratage. Il existe également des techniques cryptographiques plus complexes qui pourraient aider à prévenir les attaques informatiques quantiques, notamment la création de clés de cryptage avec des séquences de bits beaucoup plus longues, ce qui pourrait rendre plus difficile pour un ordinateur quantique de deviner une combinaison de nombres.