התהליך מאפשר למשתמש מרוחק (מימין) לגשת למחשב קוונטי בענן (משמאל) באבטחה מלאה. קרדיט: הלן היינצר, פיזיקה של אוניברסיטת אוקספורד.
פריצת דרך עדכנית המבטיחה אבטחה ופרטיות על ידי פיזיקאים מאוניברסיטת אוקספורד יכולה לאפשר למיליוני אנשים ועסקים לנצל את היכולות של הדור הבא מחשוב קוונטי. התקדמות זו מבטיחה לפתוח את הפוטנציאל הטרנספורמטיבי של מחשוב קוונטי מבוסס ענן והיא מפורטת במחקר חדש שפורסם בכתב העת המדעי המשפיע בארה"ב מכתבי סקירה פיזית.
פרופסור דיוויד לוקאס, ראש משותף של צוות המחקר לפיזיקה של אוניברסיטת אוקספורד ומדען מוביל במרכז המחשוב הקוונטי והסימולציה בבריטניה. קרדיט: מרטין סמול
המחשוב הקוונטי מתפתח במהירות, וסוללת את הדרך ליישומים חדשים שיכולים לשנות שירותים בתחומים רבים כמו שירותי בריאות ושירותים פיננסיים. זה עובד בצורה שונה מהותית ממחשוב קונבנציונלי ויכול להיות שהוא הרבה יותר חזק. עם זאת, כרגע זה מצריך תנאים מבוקרים כדי להישאר יציבים ויש חששות לגבי אותנטיות הנתונים והיעילות של מערכות האבטחה וההצפנה הנוכחיות.
מספר ספקים מובילים של שירותים מבוססי ענן, כמו גוגל, אמזון ו-IBM, כבר מציעים בנפרד כמה אלמנטים של מחשוב קוונטי. שמירה על הפרטיות והאבטחה של נתוני הלקוחות היא קדימון חיוני להגדלה והרחבת השימוש בהם ולפיתוח יישומים חדשים ככל שהטכנולוגיה מתקדמת. המחקר החדש של חוקרים בפיזיקה של אוניברסיטת אוקספורד מתייחס לאתגרים הללו.
פריצת דרך במחשוב קוונטי מאובטח
"הראינו לראשונה שניתן לגשת למחשוב קוונטי בענן בצורה מדרגית ומעשית שתעניק לאנשים אבטחה ופרטיות מלאה של הנתונים, בנוסף ליכולת לאמת את האותנטיות שלו", אמר פרופסור דיוויד לוקאס, אשר עומד בראש צוות המחקר לפיזיקה של אוניברסיטת אוקספורד והוא מדען מוביל במרכז המחשוב הקוונטי והסימולציה בבריטניה, בראשות פיזיקה של אוניברסיטת אוקספורד.
ניסויים על מחשוב קוונטי במתקן Beecroft, פיזיקה של אוניברסיטת אוקספורד. קרדיט: דיוויד נאדלינגר, פיזיקה של אוניברסיטת אוקספורד.
במחקר החדש, החוקרים משתמשים בגישה המכונה "מחשוב קוונטי עיוור", המחברת בין שתי ישויות מחשוב קוונטי נפרדות לחלוטין – פוטנציאלית של אדם בבית או במשרד הניגש לשרת ענן – בצורה מאובטחת לחלוטין. חשוב לציין, ניתן להגדיל את השיטות החדשות שלהם לחישובים קוונטיים גדולים.
פיטר דרמוטה, מחבר המחקר החדש שהוביל את הניסויים על מחשוב קוונטי עיוור בפיזיקה של אוניברסיטת אוקספורד. קרדיט: מרטין סמול.
"באמצעות מחשוב קוונטי עיוור, לקוחות יכולים לגשת למחשבים קוונטיים מרוחקים כדי לעבד נתונים סודיים עם אלגוריתמים סודיים ואפילו לוודא שהתוצאות נכונות, מבלי לחשוף מידע שימושי. מימוש הרעיון הזה הוא צעד גדול קדימה הן במחשוב קוונטי והן בשמירה על בטיחות המידע שלנו באינטרנט" אמר מוביל המחקר ד"ר פיטר דרמוטה, מאוניברסיטת אוקספורד פיזיקה.
החוקרים יצרו מערכת הכוללת קישור רשת סיבים בין שרת מחשוב קוונטי לבין מכשיר פשוט המזהה פוטונים, או חלקיקי אור, במחשב עצמאי הניגש מרחוק לשירותי הענן שלו. זה מאפשר מה שנקרא מחשוב קוונטי עיוור על גבי רשת. כל חישוב כרוך בתיקון אשר חייב להיות מיושם על כל הבאים וזקוק למידע בזמן אמת כדי לעמוד באלגוריתם. החוקרים השתמשו בשילוב ייחודי של זיכרון קוונטי ופוטונים כדי להשיג זאת.
"מעולם בהיסטוריה לא נדונו הסוגיות סביב פרטיות הנתונים והקוד בצורה דחופה יותר מאשר בעידן הנוכחי של מחשוב ענן ובינה מלאכותית", אמר פרופסור דיוויד לוקאס. "ככל שמחשבים קוונטיים יהפכו ליכולים יותר, אנשים יחפשו להשתמש בהם באבטחה ובפרטיות מלאה ברשתות, והתוצאות החדשות שלנו מסמנות שינוי צעד ביכולת מבחינה זו".
התוצאות עשויות להוביל בסופו של דבר לפיתוח מסחרי של מכשירים לחיבור למחשבים ניידים, כדי להגן על נתונים כאשר אנשים משתמשים בשירותי מחשוב ענן קוונטי.
לחוקרים החוקרים מחשוב קוונטי וטכנולוגיות בפיזיקה של אוניברסיטת אוקספורד יש גישה למתקן המעבדה החדיש של Beecroft, שנבנה במיוחד כדי ליצור תנאים יציבים ובטוחים כולל ביטול רטט.
המימון למחקר הגיע ממרכז המחשוב והסימולציה הקוונטי (QCS) בבריטניה, עם מדענים מהמרכז הלאומי למחשוב קוונטי בבריטניה, אוניברסיטת פריז-סורבון, אוניברסיטת אדינבורו ואוניברסיטת מרילנד, ששיתפו פעולה בעבודה.
