(u) Sigurno: Intervju s Johnom Priscom iz Quantum Xchangea

(u) Sigurno je tjedna kolumna koja se bavi temom kibernetičke sigurnosti koja brzo eskalira.

Nedavna otkrića promijenila su pitanje dolaska kvantnog računalstva s pitanja "ako" na "kada". Moći će izvršiti određeni zadatak tempom stotine ili tisuće puta bolja od klasičnih računala koja će nam zauzvrat omogućiti traženje rješenja za pitanja koja se ne mogu riješiti modernim metode.

Moderna enkripcija jedno je od tih pitanja. Trenutno zaštićena prostim brojevima koje klasična računala nikako ne mogu riješiti prije toplinske smrti svemira, enkripcija bi mogla biti širom otvorena snagom kvantuma.

Srećom, to je mač s dvije oštrice. Kvantna fizika također se može koristiti za poboljšanje enkripcije, štiteći podatke od trenutnih i budućih prijetnji. Kako bismo saznali kako funkcionira i je li danas praktičan, razgovarali smo s Johnom Priscom, izvršnim direktorom i predsjednikom

Kvantna X izmjena, prva optička kvantna mreža dostupna u Sjedinjenim Državama.

Digitalni trendovi: Što kvantna računala čini dobrima u razbijanju konvencionalne enkripcije?

John Prisco, predsjednik i izvršni direktor tvrtke Quantum Xchange: Zato što kvantno računalo ne koristi bitove koji su ili jedan ili nula. Zapravo, koriste fotone koji mogu biti istovremeno jedinice i nule. To je samo sposobnost masivne paralelne obrade koju primarno računalo koje danas koristimo ne može učiniti, jer bitovi mogu postojati samo u stanju jedan ili nula.

Dakle, znate da uvijek čujete komentar o tome: "Koliko brzo računalo može pročitati sve knjige i stvari u Kongresnoj knjižnici." Pa, o tome se govori u smislu čitanja svake knjige serijski. Način na koji bi kvantno računalo čitalo knjige u Kongresnoj knjižnici bio bi da ih sve čita istovremeno.

S najnovijom šifrom RSA 2048, korištenjem konvencionalnih računala, bilo bi potrebno milijardu milijardi godina da se grubom silom razbije taj ključ. Kvantno računalo bi to moglo učiniti za oko 10 sekundi.

Što mislite, kada će kvantna računala postati dovoljno sofisticirana da budu prava prijetnja enkripciji?

Postoji koncept koji se zove kvantna nadmoć. Nije baš zanimljivo, iako zvuči tako. To znači da je kvantno računalo moćnije od bilo kojeg konvencionalnog elektroničkog računala. Google je mislio da će do kraja prošle godine imati računalo kvantne nadmoći.

Kažu da će do kraja ove godine imati računalo kvantne nadmoći. Dakle, kada govorim o krekiranju RSA 2048 potrebnom milijardu milijardi godina, računalo kvantne nadmoći to bi moglo skratiti na 900 milijuna milijardi godina. To i nije tako velik napredak.

Pravi cilj je kvantno jednostavno računalo. I to onaj u kojem biste mogli razbiti ključ za 10 sekundi. Što se toga tiče, smatra se da je to događaj od 5 do 10 godina.

Ali uvijek brzo kažem da je gotovo nevažno koliko će vremena trebati da se tamo stigne. Zli akteri prikupljaju podatke cijelo vrijeme i uvijek će to činiti jer je to prelako učiniti. Prikupit će podatke iz Ureda za upravljanje osobljem vlade ili planove F-35 od Lockheed Martina. I sjedit će na tome dok ne dobiju kvantno računalo koje može razbiti ključ i otvoriti podatke.

Recimo da ste švicarska banka i imate mnogo klijenata koji bi radije zadržali svoj identitet u tajnosti. Dakle, danas biste stvarno željeli šifrirati pomoću kvantnih ključeva, a ne se izlagati prikupljanju njihovih podataka i brinuti se da će netko imati kvantno računalo koje ga može razbiti.

Quantum Xchange je izgrađen oko upotrebe kvantnih ključeva. Možete li objasniti kako rade i zbog toga ih je teže razbiti?

Kvantni ključ se razlikuje od RSA ključa po tome što se sastoji od fotona. Kada prenesete ključ od točke A do točke B, ključ ide zajedno, a svaki foton koji pošaljemo može biti kodiran s jedinicom ili nulom.

Ako je netko pokušao prisluškivati ​​taj ključ, ispostavilo se da zbog Heisenbergova principa nesigurnosti, ako netko pokuša prisluškivati na optičkoj čestici poput protona mijenja se kvantno stanje i stoga ključ više ne predstavlja ključ koji će otključati podatke.

Budući da se oslanjate na zakon fizike, koji je nepromjenjiv poput gravitacije, sada imate sigurnost da nitko ne može otključati vaše podatke i pročitati vašu podatkovnu datoteku. Ključ ne može preživjeti da ga itko dotakne.

Vaš sustav 'pouzdanog čvora' tvrdi da probleme s dometom rješava kvantnim ključevima. Zašto postoji problem s dometom i kako ste ga riješili?

Jedan od nedostataka kvantne distribucije ključeva je da je najbolje što možete napraviti oko 100 kilometara prijenosom ključa. To je vjerojatno ono što je odgodilo uvođenje Quantum Key Distribution u Sjedinjenim Državama.

Ono što smo učinili jest da smo radili s Battelle Memorial Laboratories i smislili smo način da produžimo udaljenost koju kvantni ključ može prijeći. Sada može putovati neograničenu udaljenost.

Smislili smo način da kodiramo kvantni ključ unutar drugog kvantnog kaveza, a to nam omogućuje nastavite slati više stotina kilometara odjednom, a to ne narušava nesigurnost načelo.

Sposobnost prevladavanja ovog ograničenja bila je ključna da bi ovo postalo održivo. To je veliki napredak i omogućuje ovu tehnologiju.

Primijetio sam da Quantum Xchange tvrdi da je pionirska "neprobojna enkripcija". Koliko doslovno to trebamo shvatiti? Je li ovo doista neraskidivo, sada iu budućnosti?

Kada iznesete hrabru tvrdnju kao što je ona, uvijek imate ljude koji će vas osporiti, a kriptografi kao klasa inženjera ili znanstvenika vrlo su dobri u osporavanju tog komentara.

Međutim, pokazalo se da je vjerojatno neraskidiv jer se oslanjamo na zakon fizike. Sada, postoji li vjerojatnost različita od nule da bi ga netko mogao razbiti? Da. Ali mislimo da je to vrlo malo vjerojatno. Doslovno, da bi netko razbio kvantni ključ, potrebne su izvanredne okolnosti.

Recimo da pošaljem milijun fotona, a vi na kraju prihvatite 100 000 njih kao potpuno neometane. Da ste podli glumac koji pokušava presresti moj kvantni ključ, morali biste 900 000 puta točno pogoditi je li foton bio jedan ili nula.

Matematički gledano, to je izvedivo. Ali u mom svijetu, iu praktičnom svijetu, to je nemoguće.

Je li rješenje Quantum Xchange usmjereno samo na odvraćanje prijetnje kvantnih računala ili je to nešto što se može koristiti za mnoge scenarije?

Opći slučaj upotrebe je zaštita svih kritičnih informacija. Danas se koristi u Ženevi, od strane njihove vladine uprave za izbore, za prijenos anketnih podataka korištenjem zaštite kvantnog ključa. Apsolutno je usmjeren na sprječavanje hakera u krađi podataka. Ako su kvantna računala uvreda, kvantna enkripcija je obrana.

Ovo nije tehnologija koja je nastala preko noći. Radi u Ženevi deset godina, radi u Battelleovim laboratorijima pet godina. Sada ga postavljamo u New Yorku. Ovo je oprema koja danas radi i danas je održiva.

Preporuke urednika

• Znanstvenici su upravo postigli napredak u kvantnom računalstvu
• IBM-ov novi 127-qubit procesor veliki je napredak u kvantnom računalstvu
• IBM gradi najveće kvantno računalo - i divovski hladnjak u koji ga možete staviti
• Honeywell radi skok od termostata do kvantnih računala
• Intel razvija kriogeni kontrolni čip za koji se očekuje da će pojednostaviti kvantno računalstvo