Varför Quantum Computing Advances väcker integritetsproblem

De senaste framstegen inom kvantberäkning kan innebära ett snabbare internet, men det väcker också oro bland vissa integritetsförespråkare som varnar för att kvantgenombrott kan utsätta användarnas data för risker.

Ett internationellt forskarlag tog nyligen ett steg mot att bygga ett högpresterande, skalbart "kvantum internet." Teamet uppnådde ihållande teleportering på långa avstånd genom 27 miles optisk fiber, enligt a nytt papper i den peer-reviewade tidskriften PRX Quantum. Ett funktionellt kvantinternet skulle dramatiskt förändra områdena säker kommunikation, datalagring och datoranvändning.

"I den här nya studien visar vi kvantteleporteringen av fotoniska kvanttillstånd," studiens medförfattare Daniel Oblak, biträdande professor i fysik vid University of Calgary,

sa i ett pressmeddelande. "Detta arbete uppfyller de tekniska riktmärken som krävs för ett kvantinternetsystem i mycket hög grad."

Quantum Internet kan innebära snabbare kommunikation

Forskarna utförde mätningarna på två teleporteringssystem byggda av Caltech-forskare. Dessa kvantnätverkstestbäddar använder toppmoderna halvledarljusdetektorer i en kompakt fiberbaserad installation och har nästan självständig datainsamling, kontroll, övervakning, synkronisering, och analys.

"Vi är glada över de nya resultaten," medförfattaren Panagiotis Spentzouris, chef för Fermilabs kvantvetenskapsprogram, sa i ett pressmeddelande. "Detta är en nyckelprestation på vägen mot att bygga en teknik som kommer att omdefiniera hur vi bedriver global kommunikation."

Det senaste genombrottet på Fermilab är bara ett av flera senaste framstegen inom kvantberäkning. Forskare vid University of Science and Technology i Kina i Hefei har utvecklat en kvantdator som är 100 biljoner gånger snabbare än de snabbaste superdatorerna. Kvantdatorer tillåter en annan klass av algoritmer som är omöjliga för klassiska datorer att utföra.

Quantum kan bryta säkerheten

En bieffekt för användare med tillkomsten av kvantdatorer är att nuvarande säkerhetssystem kan bli lätta att bryta. Quantum computing kan tillåta illvilliga hackare att äventyra internetprotokoll som HTTPS och TLS krävs för säker surfning, nätbank och näthandel, Ulf Mattsson, chefssäkerhetsstrateg vid cybersäkerhetsföretaget Protegrity, sa i en e-postintervju.

"Detta hot kan påverka allt från militär kommunikation till hälsojournaler", tillade han. "I huvudsak skulle nästan alla dagens system som kräver säkerhet, integritet eller förtroende påverkas.

Ett annat hot med kvantberäkning är förmågan att prova många, många permutationer samtidigt, vilket innebär att alla system som kan vara "brute forcerade" skulle vara särskilt mottagliga. RSA, till exempel, kan brytas om du kan faktorisera enorma siffror; dock skulle tekniker som elliptisk kurvkrypto (ECC) vara mycket mindre mottagliga."

U.S. National Institute of Standards and Technology (NIST) arbetar mot en post-kvantkrypteringsstandard och planerar att publicera ett utkast om ett eller två år, sa Mattsson.

Forskare vid tekniska universitetet i Darmstadt utvärderade nya metoder baserade på gitterkryptografi, även populära inom homomorf kryptering. "De nya metoderna kommer att läggas till i webbläsare och andra internetapplikationer och integreras med vanliga internetprotokoll som HTTPS", tillade Mattsson.

Ingen vet hur snart kvantberäkning kommer att vara ett hot mot användarnas data, säger experter. "Allt vi kan göra är att gissa" sa datasäkerhetsexperten Alan Myers i en e-postintervju.

De mest kraftfulla kvantdatorerna som för närvarande är byggda är alla mindre än 100 qubits. IBM lovar ett 1 000 qubit dator till 2023. "Forskare uppskattar att de kommer att behöva en kvantdator med flera tusen qubits för att kunna bryta nuvarande krypteringsstandarder," tillade Myers.

Det enda sättet att skydda internetanvändare är att använda system som använder kvantberäkning "för att bekämpa eld med eld, så att säga." Ahmad Malkawi, sa VD för Global Telecom, ett Internet of Things-företag, i en e-postintervju. Forskare arbetar på en sann slumpmässig nyckel Quantum Random Number Generator (QRNG) som förväntas lanseras under de närmaste åren, sa han.

Quantum computing har varit en fjärran dröm i decennier. Nu när kvantdatorer närmar sig verkligheten borde användare tänka hårt på säkerheten för deras data.