Theo các tài liệu mật do người tố giác Edward Snowden cung cấp cho báo chí, nỗ lực xây dựng một "máy tính hữu ích được mã hóa" - cỗ máy hoạt động nhanh hơn các máy tính truyền thống theo cấp số nhân - là một phần trong chương trình nghiên cứu trị giá 79,7 triệu USD gọi là "Những mục tiêu khó xâm nhập".
Phần lớn các nghiên cứu được thực hiện trong một phòng thí nghiệm ở College Park, bang Maryland miền Đông nước Mỹ. Giới chức NSA từ chối bình luận vấn đề này.
Dự án phát triển máy tính lượng tử từ lâu đã là mục tiêu thèm muốn của nhiều người trong cộng đồng khoa học thế giới, hứa hẹn nhiều ứng dụng mang tính cách mạng cho các lĩnh vực như y khoa cũng như cho sứ mạng phá thủng mọi hệ thống bảo mật dữ liệu của NSA. Với công nghệ lượng tử, mọi dạng mã hóa có thể bị phá vỡ, bao gồm các mã được sử dụng cho các trang web an toàn cũng như loại được sử dụng để bảo vệ các bí mật quốc gia.
Các nhà vật lý và khoa học máy tính từ lâu đã nghi ngờ về những nỗ lực của NSA trong lĩnh vực máy tính lượng tử.
Mặc dù mức độ quy mô chương trình nghiên cứu của NSA vẫn còn giữ trong bí mật, song các tài liệu do Edward Snowden cung cấp cho thấy, cơ quan này đang tiến gần đến thành công trong việc nghiên cứu, xây dựng máy tính lượng tử. Nguyên tắc cơ bản của máy tính lượng tử được hiểu là "sự chồng lượng tử", nghĩa là một vật thể tồn tại cùng lúc ở nhiều trạng thái khác nhau. Máy tính truyền thống sử dụng các bit thông tin nhị phân riêng biệt (chuỗi liên tục các giá trị 1 hoặc 0); trong khi máy tính lượng tử sử dụng các bit lượng tử - gọi là qubit - tức đồng thời là các chuỗi giá trị 0 và 1, hay nói cách khác là sự chồng lên các trạng thái khác nhau của hệ lượng tử.
Máy tính lượng tử có khả năng thực hiện cùng lúc hàng ngàn phép tính khác nhau do đó nó có thể giải quyết vấn đề nhanh hơn gấp nhiều lần máy tính truyền thống hiện nay.
Theo Hãng thông tấn AFP, máy tính lượng tử là mục tiêu hấp dẫn nhiều công ty thương mại như IBM của Mỹ do bởi công nghệ lượng tử giúp tăng cường tốc độ xử lý cũng như khả năng bảo mật thông tin cho máy tính bằng cách sử dụng sức mạnh của các nguyên tử và phân tử. Máy tính lượng tử đặc biệt hữu ích khi được sử dụng để xử lý những vấn đề với lượng dữ liệu khổng lồ.
Song các chuyên gia như Scott Aaronson - phó giáo sư kỹ thuật điện tử và khoa học máy tính Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) của Mỹ - cho rằng: "Không có chuyện NSA sắp xây dựng thành công một siêu máy tính lượng tử mà cộng đồng khoa học lại không hề biết đến".
NSA cũng được cho là đang chạy đua phát triển máy tính lượng tử với các phòng thí nghiệm cùng lĩnh vực này được Liên minh châu Âu (EU) và chính quyền Thụy Sĩ tài trợ. Seth Lloyd, giáo sư khoa cơ học lượng tử ở MIT, cho biết: "Trong thập niên qua, EU và Thụy Sĩ đã đạt được những tiến bộ đáng kể và đã bắt kịp Mỹ trong lĩnh vực công nghệ lượng tử".
Từ trước đến nay, khái niệm máy tính lượng tử vẫn còn nằm trên lý thuyết và nhiều nhà khoa học không tin có thể biến nó thành hiện thực. Nhưng, với những tiến bộ công nghệ vượt bậc ngày nay người ta cho rằng thời đại của máy tính lượng tử có lẽ đang đến gần. Với máy tính lượng tử, dữ liệu không được xử lý bằng transistor (bán dẫn) nữa mà bằng các nguyên tử gọi là "quantum bit" hay "qubit".
Artur Ekert, giáo sư Đại học Oxford, nhận định đây là "mô hình tính toán mới, hoàn toàn khác. Có thể hiểu như là 2 vấn đề lớn được xử lý đồng thời trong một thiết bị". Nếu nghiên cứu thành công, máy tính lượng tử sẽ giúp mở cánh cửa cho phép NSA phá vỡ mọi công cụ mã hóa mạnh nhất được sử dụng hiện nay, bao gồm một tiêu chuẩn gọi là RSA (gọi tên theo chữ cái đầu của những người sáng tạo).
RSA trộn lẫn các thông tin khiến bất cứ ai cũng không đọc được ngoài người nhận, mà không đòi hỏi sử dụng password. RSA là một thuật toán mật mã công khai được sử dụng phổ biến trong các trình duyệt web để bảo đảm an toàn cho những giao dịch tài chính cũng như các email mã hóa.
Tuy nhiên, NSA cũng lo ngại máy tính lượng tử sẽ trở thành "con dao hai lưỡi". Theo một tài liệu nội bộ của NSA được Edward Snowden cung cấp, "ứng dụng của các công nghệ lượng tử để mã hóa thuật toán đe dọa tác động cực kỳ xấu đến hai khả năng của chính quyền Mỹ - bảo vệ những cuộc giao tiếp của chính quyền Mỹ và gián điệp nghe lén những cuộc giao tiếp của các chính quyền nước ngoài".
Các chuyên gia không dám chắc chắn máy tính lượng tử có thể được đưa vào sử dụng khi nào. Cách đây một thập niên, một số chuyên gia cho rằng việc phát triển một siêu máy tính như thế có lẽ sẽ thành hiện thực từ 10 đến 100 năm nữa.
Cách đây 5 năm, giáo sư Seth Lloyd dự đoán mục tiêu sẽ hoàn thành trong ít nhất 10 năm. Trong cuộc phỏng vấn mới đây của tờ Washington Post, giáo sư Lloyd phát biểu: "Tôi không nghĩ rằng loại máy tính lượng tử mà NSA mong muốn phát triển sẽ thành hiện thực trong 5 năm nữa, bởi vì nếu không có sự đột phá đáng kể thì thời gian này sẽ còn kéo dài thêm".
Ngoài ra, NSA còn có một dự án khác gọi là "Sở hữu Net", sử dụng nghiên cứu lượng tử để giúp tạo ra những cuộc tấn công trên cơ sở lượng tử nhằm vào các chuẩn mã hóa như là RSA
