Сочиняя в Physical Review X 11 июля, исследователи в Сингапуре и Австралии предлагают способ, которым Вы могли использовать квантовый компьютер надежно, даже по Интернету. Техника могла скрыть и Ваши данные и программу от самого компьютера. Их работа противостоит более ранним намекам, что такой подвиг невозможен.
Сценарий не неправдоподобен. Квантовые компьютеры обещают новые маршруты решению проблем в криптографии, моделировании и машинном обучении, захватывающем правительстве и промышленности. Такие проблемы могут включить конфиденциальные данные или быть коммерчески чувствительными.
Технологические гиганты уже вкладывают капитал в строительство таких компьютеров – и предоставление доступа к ним для пользователей. Например, IBM объявила 17 мая в этом году, что делает квантовый компьютер с 16 квантовыми битами доступным для общественности бесплатно на облаке, а также прототипе с 17 кубитами коммерческий процессор.Семнадцати кубитов недостаточно, чтобы выиграть у текущих суперкомпьютеров в мире, но поскольку квантовые компьютеры получают кубиты, они, как ожидают, превысят возможности любой машины, которую мы имеем сегодня.
Это должно стимулировать требование доступа.«Мы смотрим на то, что возможно, если Вы – кто-то просто взаимодействующий с квантовым компьютером через Интернет от Вашего ноутбука. Мы находим, что возможно скрыть некоторые интересные вычисления», говорит Джозеф Фицсаймонс, Научный руководитель в Центре Quantum Technologies (CQT) в Национальном университете Сингапура и Адъюнкт-профессор в Сингапурском Технологическом университете и Дизайне (SUTD), кто привел работу.Квантовые компьютеры работают, обрабатывая части информации, хранившей в квантовых состояниях.
В отличие от битов, найденных в нашем постоянном клиенте (т.е., классические) компьютеры, каждый 0 или 1, кубиты могут быть в суперположениях 0 и 1. Кубиты могут также быть запутаны, который, как полагают, крайне важен для квантовой мощности компьютера.Схема, разработанная Фицсаймонсом и его коллегами, приносит тайну к форме квантового вычисления, которое стимулируют измерения.
В этой схеме квантовый компьютер подготовлен, поместив все его кубиты в специальный тип запутанного государства. Тогда вычисление выполнено, измерив кубиты один за другим. Пользователь предоставляет пошаговые инструкции для каждого измерения: шаги кодируют и входные данные и программу.
Исследователи показали ранее, что пользователи, которые могут сделать или измерить кубиты, чтобы передать инструкции квантовому компьютеру, могли замаскировать свое вычисление. Новая бумага расширяет ту власть на пользователей, которые могут только послать классические биты – т.е. большинство из нас на данный момент.
Это удивительно, потому что некоторые теоремы информатики подразумевают, что зашифрованное квантовое вычисление невозможно, когда только классическая коммуникация доступна.Надежда на безопасность прибывает из квантового компьютера, не зная, который шаги последовательности измерения делают что. Квантовый компьютер не может сказать, какие кубиты использовались для исходных данных, который для операций и который для продукции.
«Это чрезвычайно захватывающе. Вы можете использовать эту характерную функцию основанной на измерении модели квантового вычисления – пути потоки информации через государство – как crypto инструмент, чтобы скрыть информацию от сервера», говорит член команды Томмазо Демарие CQT и SUTD.Хотя владелец квантового компьютера мог попытаться перепроектировать последовательность выполненных измерений, двусмысленность о роли каждого шага приводит ко многим возможным интерпретациям того, какое вычисление было сделано.
Истинное вычисление скрыто среди многих, как иголка в стоге сена.Набор интерпретаций растет быстро с количеством кубитов. «Набор всех возможных вычислений по экспоненте большой – это – одна из вещей, которые мы доказываем в газете – и поэтому шанс предположения, что реальное вычисление по экспоненте маленькое», говорит Фицсаймонс. Один вопрос остается: значащие вычисления могли быть столь редкими среди всех возможных, что предположение становится легче? Это – то, что исследователи должны проверить затем.
Николас Меникуччи в Центре Квантового Вычисления и Коммуникационных технологий в Университете RMIT в Мельбурне, Австралия, и Atul Mantri в SUTD, является соавторами на работе.«Квантовые компьютеры стали известными в 90-х с открытием, что они могли нарушить некоторые классические схемы криптографии – но возможно квантовое вычисление вместо этого будет известно тем, что оно сделало будущее облачных вычислений безопасным», говорит Мантри.