JPMorgan Chase, Quantinuum, ABD Ulusal Laboratuvarı Laboratuvarı (Argonn, OK-Ridge ve Berkeley Laboratuvarı dahil) ve Austin’deki Teksas Üniversitesi’nden bilim adamları ekibi, ilk kez matematiksel olarak kanıtlanmış bir güvenilirliğe sahip rastgele rakamların kuantum bilgisayar jenerasyonunda neredeyse yararlı bir görev gerçekleştirdi. Sonuçlar, kriptografi ve güvenli iletişimde yeni güvenlik standartlarına yol açıyor.
Rastgele sayılar dijital korumanın temelidir: verilerin şifrelemesinden tarafsızlık gerektiren algoritmalara. Bununla birlikte, klasik sistemler gerçek bir kazayı garanti edemez – jeneratörleri teorik olarak saldırıya uğrayabilir. Kuantum bilgisayarlar bu sorunu çözer, ancak elde edilen sayıların gerçekten rastgele olduğunu bağımsız olarak kontrol etmek için hala bir yöntem yoktur.
Deney, Profesör Scott Aaronson’un (2018) protokolüne dayanmaktadır. Özü kuantum hesaplamalarının ve klasik doğrulamanın bir kombinasyonudur. Bilim adamları, İnternet üzerinden bağlanan 56 kılıflı bilgisayar kuantinuum H2-1’i (iyon tuzaklarında) kullandılar. Cihaz, rastgele devre örneklemesi (RC’ler, rastgele devre örnekleme) için problemleri çözdü-toplam 1,1 exaflop (saniyede 1.1 quintillion operasyon) olan OK-Ridge, Arglop ve Berkeley’in kombine süper bilgisayarlarının bile verilen süre boyunca yönetilmeyeceği (görev başına 2,2 saniyeden az). RCS’nin özü, en güçlü klasik süper bilgisayarlar bile nihai verileri hızlı bir şekilde çözemeyecek veya tahmin edemeyecek kadar karmaşık bir görev yaratmaktır. Örneğin, bir kuantum bilgisayar kuantum işlemlerinden benzersiz bir “labirent” oluşturmak için talimatlar alır ve ardından bilgilerin nasıl geçtiğini yazar. Klasik sistemler bu yolu tekrarlamaya çalışıyor, ancak karmaşıklık ve kaza nedeniyle zamanları yok. Bu, sonucun tam olarak kuantum sistemi tarafından oluşturulduğunu ve taklit edilmediğini kanıtlamanızı sağlar.
Kuantum sisteminin her tepkisi XEB (çapraz giriş testleri) tarafından kontrol edildi. Hesaplamalar doğrulandı: Veri tahrifatı, en güçlü süper bilgisayarlara bile erişilemeyen bilgi işlem kaynaklarını gerektirecektir.
Bilim adamları, gizli kalıplar içermeyen 71.313 bit oluşturulan, harici faktörlere (tehlikeye atılabilecek klasik jeneratörlerin aksine) bağlı olmadığını, kritere uymak için klasik süper bilgisayarlar tarafından test edildiğini kanıtladılar. Böyle bir diziyi tahmin etmek veya çoğaltmak için, saldırganın 2 sıralaması gerekir.71311 seçenekler. Karşılaştırma için: Modern süper bilgisayarlar yaklaşık 10 işleyebilir18 Saniyede operasyonlar ve burada on bin sayı ile sayıdan bahsediyoruz. Kuantum bilgisayarlar için bile, bu hala ulaşılamaz.
JPMorgan Chase’den Marco Pistoy, “Bu soyut bir gösteri değil, gerçek bir soruna çözüm” dedi. “Çalışmamız kuantum bilgisayarların kriptografi için kritik olan görevleri nasıl gerçekleştirebileceğini gösteriyor.” Ekip, protokolün kuantum hizmet tedarikçisine “güven” bağımlılığını ortadan kaldırdığını vurgulamaktadır – şimdi müşteri kazayı uzaktan doğrulayabilir.
Şimdi üretim hızı saniyede yaklaşık 1 bit, ancak kuantum operasyonlarının doğruluğunun iyileştirilmesi (komutların yürütülmesine sadakat) ve yürütme hızı sistemi ölçeklendirecektir. QuanTinuum, teknolojinin finans, üretim ve diğer endüstrilerde “kuantum güvenliği” nin temeli olacağını zaten belirtti.
CEO’su QuanTinuum Rajib Hazra, “Teoriden pratiğe geçtik” dedi. “Bir sonraki adım, bu kararların sektöre entegrasyonu.” Proje katılımcılarına göre, sertifikalı bir kaza, önümüzdeki on yıl içinde veri ve iletişimi korumak için bir standart haline gelerek şifreleme sistemlerini hackleme risklerini azaltabilir.
