Dlaczego postępy w dziedzinie obliczeń kwantowych budzą obawy dotyczące prywatności

Ostatnie postępy w informatyce kwantowej mogą oznaczać szybszy Internet, ale budzą również obawy niektórych zwolenników prywatności, którzy ostrzegają, że przełomy kwantowe mogą narazić dane użytkowników na ryzyko.

Międzynarodowy zespół badawczy niedawno wykonał krok w kierunku zbudowania wysokowydajnego, skalowalnego „kwantowego” internet”. Zespół osiągnął trwałą, długodystansową teleportację przez 27 mil światłowodu, według nowy papier w recenzowanym czasopiśmie Kwant PRX. Funkcjonalny internet kwantowy radykalnie zmieniłby dziedziny bezpiecznej komunikacji, przechowywania danych i przetwarzania.

„W tym nowym badaniu demonstrujemy teleportację kwantową fotonicznych stanów kwantowych” – współautor badania Daniel Oblak, adiunkt fizyki na Uniwersytecie w Calgary. powiedział w komunikacie prasowym. „Ta praca w bardzo wysokim stopniu spełnia kryteria technologiczne wymagane dla kwantowego systemu internetowego”.

Internet kwantowy może oznaczać szybszą komunikację

Naukowcy przeprowadzili pomiary na dwóch systemach teleportacyjnych zbudowanych przez naukowców z Caltech. Te stanowiska testowe sieci kwantowej wykorzystują najnowocześniejsze półprzewodnikowe detektory światła w kompaktowej obudowie konfiguracja oparta na światłowodach i cechuje się niemal autonomiczną akwizycją danych, kontrolą, monitorowaniem, synchronizacją, i analizy.

„Jesteśmy podekscytowani nowymi wynikami”, współautor Panagiotis Spentzouris, szef programu nauk kwantowych Fermilab, powiedział w komunikacie prasowym. „To kluczowe osiągnięcie na drodze do zbudowania technologii, która na nowo zdefiniuje sposób, w jaki prowadzimy globalną komunikację”.

Niedawny przełom w firmie Fermilab to tylko jeden z wielu ostatnie postępy w obliczeniach kwantowych. Naukowcy z Uniwersytetu Nauki i Technologii Chin w Hefei Opracowaliśmy komputer kwantowy, który jest 100 bilionów razy szybszy niż najszybsze superkomputery. Komputery kwantowe umożliwiają inną klasę algorytmów, które są niemożliwe do wykonania przez klasyczne komputery.

Kwant może złamać bezpieczeństwo

Jednym ze skutków ubocznych dla użytkowników z nadejściem obliczeń kwantowych jest to, że obecne schematy bezpieczeństwa mogą stać się łatwe do złamania. Przetwarzanie kwantowe może pozwolić złośliwym hakerom złamać protokoły internetowe, takie jak HTTPS i TLS wymagane do bezpiecznego przeglądania, bankowości internetowej i zakupów online, Ulf Mattsson, główny strateg ds. bezpieczeństwa na firma zajmująca się cyberbezpieczeństwem Protegrity, powiedział w e-mailowym wywiadzie.

„To zagrożenie może wpłynąć na wszystko, od komunikacji wojskowej po dokumentację medyczną” – dodał. „Zasadniczo miałoby to wpływ na prawie wszystkie dzisiejsze systemy, które wymagają bezpieczeństwa, prywatności lub zaufania.

Innym zagrożeniem związanym z obliczeniami kwantowymi jest możliwość wypróbowania wielu, wielu permutacji naraz, co oznacza, że ​​każdy system, który może być „brutalnie wymuszony”, byłby szczególnie podatny. Na przykład RSA można złamać, jeśli można rozłożyć ogromne liczby; jednak technologie takie jak krypto-krzywa eliptyczna (ECC) byłyby znacznie mniej podatne”.

Amerykański Narodowy Instytut Standardów i Technologii (NIST) pracuje nad standardem kryptografii post-kwantowej i planuje opublikować wersję roboczą za rok lub dwa, powiedział Mattsson.

Naukowcy z Politechniki w Darmstadt ocenili nowe metody oparte na kryptografii kratowej, popularnej również w szyfrowaniu homomorficznym. „Nowe metody zostaną dodane do przeglądarek internetowych i innych aplikacji internetowych oraz zintegrowane ze standardowymi protokołami internetowymi, takimi jak HTTPS”, dodał Mattsson.

Nikt nie wie, jak szybko obliczenia kwantowe będą stanowić zagrożenie dla danych użytkowników, twierdzą eksperci. „Wszystko, co możemy zrobić, to przewidywać” ekspert ds. bezpieczeństwa danych Alan Myers powiedział w rozmowie e-mailowej.

Najpotężniejsze obecnie budowane komputery kwantowe mają mniej niż 100 kubitów. IBM obiecuje 1000 komputerów kubitowych do 2023 roku. „Naukowcy szacują, że będą potrzebować komputera kwantowego z kilkoma tysiącami kubitów, aby móc złamać obecne standardy szyfrowania” – dodał Myers.

Jedynym sposobem ochrony internautów jest wykorzystanie systemów wykorzystujących obliczenia kwantowe „do walki z ogniem ogniem, że tak powiem”. Ahmad Malkawi, dyrektor generalny Global Telecom, firmy zajmującej się Internetem Rzeczy, powiedział w e-mailowym wywiadzie. Naukowcy pracują nad prawdziwym, losowym kluczem kwantowym generatorem liczb losowych (QRNG), który ma zostać uruchomiony w ciągu najbliższych kilku lat, powiedział.

Komputery kwantowe od dziesięcioleci były odległym marzeniem. Teraz, gdy komputery kwantowe zbliżają się do rzeczywistości, użytkownicy powinni intensywnie myśleć o bezpieczeństwie swoich danych.