A criptografia pós-quântica é a ciência dos métodos de criptografia destinados a se defender contra um computador quântico. Embora ainda não sejam amplamente usados devido à instabilidade e ao design técnico desafiador, os computadores quânticos estão ganhando força na indústria de computação, especialmente à medida que o Google desenvolve seu próprio computador quântico. Em vez de bits e algoritmos matemáticos padrão, um computador quântico usa mecânica quântica e qubits, que são mais mutáveis e flexíveis do que os bits. A computação quântica, então, usa conceitos da mecânica quântica, como partículas de luz e emaranhamento. A mecânica quântica é imprevisível e não confiável, assim como a computação quântica.
Na computação quântica, os qubits não mantêm apenas um valor de 0 ou 1 como os bits. Na física quântica, as partículas podem não conter um valor de forma consistente. O emaranhamento quântico, a interdependência das partículas umas sobre as outras e a instabilidade do valor do qubit permitem que um computador quântico calcule muitas combinações de números ao mesmo tempo, um avanço além da criptografia padrão.
As chaves de criptografia geralmente usam uma série complexa de números (quanto mais bits, mais complexo) para dificultar a escuta ou decodificação. Se um computador quântico tentasse decodificar uma chave de criptografia padrão, teria muito mais sucesso. Os hackers podem passar muito tempo tentando adivinhar combinações de números; utilizar a natureza mutável do emaranhamento quântico permitiria que eles adivinhassem combinações em uma taxa nunca vista.
Embora a computação quântica não seja muito confiável nem difundida, ela poderia se desenvolver muito mais rapidamente, dependendo dos avanços do Google e de outras grandes corporações de tecnologia. Os especialistas em segurança estão preocupados com o fato de o desenvolvimento de computadores quânticos ameaçar a criptografia padrão. Um possível método de defesa contra ataques quânticos de computador é a criptografia quântica. Embora pareça muito semelhante à criptografia pós-quântica (e seja muito semelhante), ela atinge um objetivo ligeiramente diferente. A criptografia quântica protege a transmissão de dados usando fótons para criar uma chave de criptografia secreta. Qualquer tentativa de espionar ou interferir na comunicação causa um claro distúrbio, permitindo aos usuários encerrar uma conexão ou identificar uma tentativa de hack. Existem também técnicas criptográficas mais complexas que podem ajudar a prevenir ataques de computação quântica, incluindo a criação de chaves de criptografia com sequências muito mais longas de bits, o que pode tornar mais difícil para um computador quântico adivinhar uma combinação de números.