COMPUTAÇÃO QUÂNTICA APLICADA À HARDWARE CONFIGURÁVEL COM FOCO EM SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO

Resumo

A pesquisa demonstrou a viabilidade do uso de FPGAs como plataforma de emulação de algoritmos quânticos, oferecendo baixo custo, simplicidade arquitetural e possibilidade de operação em tempo real.
A implementação do Algoritmo de Grover evidenciou:
● Alta precisão, com erro absoluto da ordem de 10−5;
● Baixo consumo de recursos lógicos, utilizando apenas 57 células lógicas e 38 registradores;
● Desempenho satisfatório, com execução em 240 ns, milhares de vezes mais rápido que simulações em software.
Esses resultados confirmam a adequação da arquitetura não apenas como ferramenta de ensino e prototipagem, mas também como plataforma de análise prática de vulnerabilidades criptográficas em um cenário pós-quântico. O trabalho evidencia que o uso de hardware reconfigurável pode auxiliar na quantificação realista dos custos de ataques quânticos, contribuindo para o desenvolvimento de estratégias de defesa e mitigação em segurança da informação.
Como trabalhos futuros, pretende-se ampliar a biblioteca de portas quânticas e implementar algoritmos mais avançados, como os de Shor e Simon, avaliando o impacto de oráculos complexos, como os presentes em cifras reais (ex.: S-Box do AES). Além disso, busca-se integrar a plataforma a sistemas de distribuição de chaves quânticas (QKD), explorando sua utilização em cenários práticos de comunicação segura (Zhang et al., 2012). Essa evolução permitirá validar empiricamente a resiliência de protocolos pós-quânticos frente a ataques baseados em Grover e estabelecer um ambiente de prototipagem de novas técnicas de criptografia híbrida resistentes à computação quântica.
Assim, a arquitetura proposta não se limita a reproduzir algoritmos quânticos, mas também se consolida como instrumento de experimentação e análise de cibersegurança, capaz de apoiar tanto a pesquisa acadêmica quanto aplicações reais em sistemas embarcados.