Quantum Computing: How to Address the National Security Risk

The Difficulty in Predicting Q-Day 

Hypothetically, if the first useful universal quantum computer can be looked at as 

quantum computer 1.0, each subsequent version will boast a higher number of 

entangled qubits, providing an increasing amount of computing power. A quantum 

prime computer, then, will be the approximate equivalent of quantum computer 

version 5.0, with a massive jump in the number of entangled qubits compared to the 

number that computer makers have successfully entangled today. Compared to 

Google’s 72 qubits, for example, experts predict that a quantum prime computer will 

require   4,000 entangled qubits (often referred to as logical qubits) to break RSA 

2096, and 2,500 qubits to break elliptical curve cryptography—two widely used 

asymmetric cryptosystems.  

There is considerable debate as to whether such a computer is 5, 10, or 15 years off. 

IBM, for example, predicts that large-scale quantum computers, or what we are 

calling a quantum prime computer, may be only five years away.

17

  

Why is it so difficult to predict the evolution from today’s quantum computer 1.0 to a 

quantum prime computer?  

First, it is difficult to make such a prediction because there are different architecture 

models for making qubits (e.g., superconducting, topological, and ion trap).

18

 Leading 

companies are employing these different approaches, but many theoretical and 

engineering hurdles remain.  

Second, quantum computer 1.0 will be used to design the next generation of quantum 

computers.

 19

 Scientists have long been warning about the end of Moore’s Law, which 

is used to predict the acceleration of technology. With the invention—and potential 

ubiquity—of quantum computing, there truly is no way to know if Moore’s Law will be 

applicable for predicting how quickly we will reach a quantum prime computer.

 20

  

Last, emerging technology will also have a role to play in designing future quantum 

computers. For example, artificial intelligence is closer on the horizon than quantum 

computers and will be useful in writing algorithms and software for quantum 

17

 John Breeden, “Tomorrow’s Quantum Computers Are Already Threatening Today’s Data,” Defense 

One, July 10, 2018, https://www.defenseone.com/threats/2018/07/future-quantum-computers-

already-threatening-todays-data/149557/. 

18

 Sam Sattel, “The Future of Computing—Quantum & Qubits” EAGLE (blog), Autodesk 2D and 3D 

Design and Engineering Software, May 24, 2017, 

https://www.autodesk.com/products/eagle/blog/future-computing-quantum-qubits/. 

19

 Will Knight, “Serious Quantum Computers Are Finally Here. What Are We Going To Do with 

Them?,” MIT Technology Review, February 21, 2018, 

https://www.technologyreview.com/s/610250/serious-quantum-computers-are-finally-here-what-

are-we-going-to-do-with-them/. 

20

 “Technology Quarterly: After Moore’s Law,” Economist, February 25, 2016, 

https://www.economist.com/technology-quarterly/2016-03-12/after-moores-law. 

---

Arthur Herman & Idalia Friedson 

computers in the near and long term.

 21

 Again, it is difficult to anticipate how much AI 

will help accelerate the time frame from quantum computer 1.0 to a quantum prime 

computer, but the impending intersection of quantum and AI is clear. 

 

When reading differing analyses, it is important to note that quantum computing 

companies have a vested interest in predicting a longer timeline for realization of a 

quantum prime computer (often citing 20 years or more), while quantum 

cybersecurity experts have an interest in predicting an earlier date (some say as soon 

as 2026).

22

  

The point is that there are too many variables to predict with precision when a 

quantum computer will pose such a significant threat to national security.