(in) Сигурно: Интервю с Джон Приско от Quantum Xchange

(в) Сигурно е седмична колона, която се гмурка в бързо ескалиращата тема за киберсигурността.

Скорошни пробиви промениха въпроса за пристигането на квантовите изчисления от един от „ако“ на „кога“. Те ще могат да изпълнят определена задача с темп стотици или хиляди пъти по-добри от класическите компютри, което от своя страна ще ни позволи да търсим решения на въпроси, които не могат да бъдат решени с модерни методи.

Съвременното криптиране е един от тези въпроси. Понастоящем защитено от прости числа, които класическите компютри не могат да разрешат преди топлинната смърт на Вселената, криптирането може да бъде разбито широко от силата на кванта.

За щастие, това е нож с две остриета. Квантовата физика може да се използва и за подобряване на криптирането, защитавайки данните както срещу настоящи, така и срещу бъдещи заплахи. За да разберем как работи и дали е практично днес, разговаряхме с Джон Приско, главен изпълнителен директор и президент на

Квантов Xchange, първата оптична квантова мрежа, достъпна в Съединените щати.

Цифрови тенденции: Какво прави квантовите компютри добри в разбиването на конвенционалното криптиране?

Джон Приско, президент и главен изпълнителен директор на Quantum Xchange: Защото квантовият компютър не използва битове, които са едно или нула. Всъщност те използват фотони, които могат да бъдат едновременно единици и нули. Това е просто възможност за масивна паралелна обработка, която основният компютър, който използваме днес, не може да направи, защото битовете могат да съществуват само в едно или нулево състояние.

И така, знаете, че винаги чувате коментара за: „Колко бързо компютърът може да прочете всички книги и нещата в Библиотеката на Конгреса. Е, това се говори по отношение на четенето на всяка книга серийно. Начинът, по който един квантов компютър би прочел книгите в Библиотеката на Конгреса, би бил да ги прочете всичките едновременно.

С най-новия шифър RSA 2048, използвайки конвенционални компютри, ще са необходими милиарди милиарди години, за да се разбие този ключ с груба сила. Квантовият компютър би могъл да го направи за около 10 секунди.

Кога смятате, че квантовите компютри ще станат достатъчно сложни, за да бъдат реална заплаха за криптирането?

Има концепция, наречена квантово превъзходство. Това не е много интересно, въпреки че звучи така. Това означава, че квантовият компютър е по-мощен от всеки конвенционален електронен компютър. Google смятаха, че ще имат компютър с квантово надмощие до края на миналата година.

Те казват, че сега ще имат компютър за квантово превъзходство до края на тази година. Така че, когато говоря за кракване на RSA 2048, което отнема милиард милиарди години, компютър за квантово надмощие може да съкрати това до 900 милиона милиарда години. Това не е толкова голям напредък.

Истинската цел е квантов прост компютър. И това е такъв, в който можете да разбиете ключа за 10 секунди. От гледна точка на това се счита за събитие от около 5 до 10 години.

Но винаги бързам да кажа, че е почти без значение колко време ще отнеме, за да стигнем до там. Подлите актьори събират данни през цялото време и винаги ще го правят, защото е твърде лесно да се направи. Те ще събират данни от Службата за управление на персонала на правителството или плановете за F-35 от Lockheed Martin. И те ще седят върху него, докато имат квантов компютър, който може да разбие ключа и да отвори данните.

Да приемем, че сте швейцарска банка и имате много клиенти, които предпочитат да запазят самоличността си в тайна. Така че наистина бихте искали да шифровате с помощта на квантови ключове днес, а не да се излагате на събирането на техните данни и да се притеснявате, че някой ще има квантов компютър, който може да го разбие.

Quantum Xchange е изграден около използването на квантови ключове. Можете ли да обясните как работят и това ги прави по-трудни за кракване?

Квантовият ключ е различен от RSA ключ по това, че е съставен от фотони. Когато предавате ключа от точка А до точка Б, ключът продължава и всеки фотон, който изпращаме, може да бъде кодиран с единица или нула.

Ако някой се опита да подслушва този ключ, се оказва, че поради принципа на несигурността на Хайзенберг, ако някой се опита да подслушва на оптична частица като протон, квантовото състояние се променя и следователно ключът вече не представлява ключът, който ще отключи данните.

Тъй като разчитате на закон на физиката, който е неизменен като гравитацията, сега имате увереност, че никой не може да отключи вашите данни и да прочете вашия файл с данни. Ключът не може да преживее някой да го докосне.

Вашата система за „доверен възел“ твърди, че решава проблеми с диапазона с квантови ключове. Защо има проблем с обхвата и как го решихте?

Един от недостатъците на разпределението на квантовия ключ е, че най-доброто, което можете да направите, е около 100 километра да предаде ключа. Това вероятно е забавило въвеждането на Quantum Key Distribution в Съединените щати.

Това, което направихме, е, че работихме с Battelle Memorial Laboratories и измислихме начин да удължим разстоянието, което един квантов ключ може да измине. Сега може да пътува на неограничено разстояние.

Измислихме начин да кодираме квантов ключ в друга квантова клетка и това ни позволява да продължавайте да предавате няколкостотин километра наведнъж и това не нарушава несигурността принцип.

Да можеш да преодолееш това ограничение беше от решаващо значение, за да направиш това жизнеспособно. Това е голям пробив и дава възможност за тази технология.

Забелязах, че Quantum Xchange твърди, че е пионер в „неразбиваемото криптиране“. Колко буквално трябва да приемем това? Това наистина ли е нечупливо сега и в бъдеще?

Когато направите смело твърдение като това, винаги имате хора, които ще ви предизвикат, а криптографите като клас инженери или учени са много добри в оспорването на този коментар.

Въпреки това се оказва, че тъй като разчитаме на закон на физиката, той вероятно е нечуплив. Сега, има ли ненулева вероятност някой да го разбие? да Но смятаме, че е изключително малко вероятно. Буквално, за да може някой да разбие квантов ключ, това изисква извънредни обстоятелства.

Да кажем, че изпращам милион фотони и в крайна сметка приемате 100 000 от тях като напълно неподправени. Ако бяхте подъл актьор, опитващ се да прихване моя квантов ключ, ще трябва да познаете правилно 900 000 пъти дали фотонът е единица или нула.

Сега математически това е изпълнимо. Но в моя свят и в практическия свят това е невъзможно.

Дали решението на Quantum Xchange е фокусирано само върху възпирането на заплахата от квантовите компютри или е нещо, което може да се използва за много сценарии?

Общият случай на употреба е да се защити всяка критична информация. Той се използва днес в Женева от тяхното правителствено управление на изборите, за да предава данни от анкети, използвайки защита на квантови ключове. Той е абсолютно насочен към предотвратяване на кражба на данни от хакери. Ако квантовите компютри са престъплението, квантовото криптиране е защитата.

Това не е технология, която се е появила за една нощ. Работи в Женева от десет години, работи в лабораториите на Battelle от пет години. Сега го внедряваме в Ню Йорк. Това е оборудване, което работи днес и е жизнеспособно днес.

Препоръки на редакторите

• Учените току-що постигнаха пробив в квантовите изчисления
• Новият 127-кубитов процесор на IBM е голям пробив в квантовите изчисления
• IBM създава най-големия квантов компютър - и гигантски хладилник, в който да го поставите
• Honeywell прави скок от термостати към квантови компютри
• Intel разработва криогенен контролен чип, който се очаква да рационализира квантовите изчисления