(in) Sicuro: intervista con John Prisco di Quantum Xchange

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Le recenti scoperte hanno cambiato la questione dell’arrivo del calcolo quantistico da una questione di “se” a “quando”. Saranno in grado di svolgere determinati compiti a un ritmo centinaia o migliaia di volte migliori dei computer classici che, a loro volta, ci permetteranno di perseguire soluzioni a domande che non possono essere risolte con i moderni metodi.

La crittografia moderna è una di quelle domande. Attualmente protetta da numeri primi che i computer classici non possono risolvere prima della morte termica dell’universo, la crittografia potrebbe essere completamente distrutta dal potere dei quanti.

Fortunatamente, è un’arma a doppio taglio. La fisica quantistica può essere utilizzata anche per migliorare la crittografia, proteggendo i dati dalle minacce attuali e future. Per scoprire come funziona e se è pratico oggi, abbiamo parlato con John Prisco, CEO e Presidente di Xchange quantistico, la prima rete quantistica in fibra disponibile negli Stati Uniti.

Tendenze digitali: cosa rende i computer quantistici capaci di decifrare la crittografia convenzionale?

John Prisco, Presidente e CEO di Quantum Xchange: Perché il computer quantistico non utilizza bit che siano uno o zero. Infatti, utilizzano fotoni che possono essere contemporaneamente uno e zero. È semplicemente una capacità di elaborazione estremamente parallela che un computer primario che usiamo oggi non può eseguire, perché i bit possono esistere solo nello stato uno o zero.

Quindi, sai che senti sempre il commento su "Quanto velocemente il computer potrebbe leggere tutti i libri e il materiale della Biblioteca del Congresso." Bene, se ne parla in termini di lettura di ogni libro in serie. Il modo in cui un computer quantistico leggerebbe i libri della Biblioteca del Congresso sarebbe leggerli tutti simultaneamente.

Con l’ultima cifratura RSA 2048, utilizzando computer convenzionali, ci vorrebbero un miliardo di miliardi di anni per rompere quella chiave con la forza bruta. Un computer quantistico potrebbe farlo in circa 10 secondi.

Quando pensi che i computer quantistici diventeranno abbastanza sofisticati da costituire una vera minaccia per la crittografia?

Esiste un concetto chiamato supremazia quantistica. Non è molto interessante, anche se sembra che lo sia. Significa che un computer quantistico sarà più potente di qualsiasi computer elettronico convenzionale. Google pensava che avrebbe avuto un computer per la supremazia quantistica entro la fine dello scorso anno.

Dicono che entro la fine di quest’anno avranno un computer per la supremazia quantistica. Quindi, quando parlo di cracking di RSA 2048 che richiederebbe un miliardo di miliardi di anni, un computer per la supremazia quantistica potrebbe abbreviarlo a 900 milioni di miliardi di anni. Non è un grande progresso.

Il vero obiettivo è un computer quantistico primo. Ed è quello in cui potresti aprire la chiave in 10 secondi. In termini di ciò, è considerato un evento che dura dai 5 ai 10 anni.

Ma sono sempre pronto a dire che è quasi irrilevante quanto tempo ci vorrà per arrivarci. Gli attori malvagi raccolgono dati in continuazione e lo faranno sempre, perché è troppo facile da fare. Raccoglieranno dati dall’Ufficio per la gestione del personale del governo o dai piani dell’F-35 della Lockheed Martin. E rimarranno lì finché non avranno un computer quantistico in grado di rompere la chiave e aprire i dati.

Supponiamo che tu sia una banca svizzera e che tu abbia molti clienti che preferiscono mantenere privata la propria identità. Quindi, oggi vorresti davvero crittografare usando le chiavi quantistiche, e non esporti alla raccolta dei dati e preoccuparti che qualcuno avrà un computer quantistico in grado di romperli.

Quantum Xchange è costruito attorno all'uso di chiavi quantistiche. Puoi spiegare come funzionano e cosa li rende più difficili da decifrare?

Una chiave quantistica è diversa da una chiave RSA in quanto è composta da fotoni. Quando trasmetti la chiave dal punto A al punto B, la chiave va avanti e ogni fotone che inviamo può essere codificato con uno o zero.

Se qualcuno tenta di origliare quella chiave, risulta a causa del Principio di Indeterminazione di Heisenberg, secondo cui se qualcuno tenta di origliare su una particella ottica come un protone, lo stato quantistico cambia e quindi la chiave non rappresenta più la chiave che sbloccherà i dati.

Poiché fai affidamento su una legge della fisica, immutabile come la gravità, ora hai la certezza che nessuno potrà sbloccare i tuoi dati e leggere il tuo file di dati. La chiave non può sopravvivere a nessuno che la tocchi.

Il tuo sistema di “nodo fidato” afferma di risolvere i problemi di portata con le chiavi quantistiche. Perché c'è un problema di portata e come lo hai risolto?

Uno dei difetti della distribuzione della chiave quantistica è che il massimo che puoi fare è trasmettere la chiave per circa 100 chilometri. Questo è probabilmente ciò che ha ritardato l’introduzione della Quantum Key Distribution negli Stati Uniti.

Ciò che abbiamo fatto è stato collaborare con i Battelle Memorial Laboratories e abbiamo trovato un modo per estendere la distanza che una chiave quantistica può percorrere. Ora può viaggiare per una distanza illimitata.

Abbiamo trovato un modo per codificare una chiave quantistica all’interno di un’altra gabbia quantistica e questo ce lo consente continua a trasmettere più centinaia di chilometri alla volta e non viola l'incertezza principio.

Essere in grado di superare questa limitazione è stato fondamentale per renderlo fattibile. È un grande passo avanti ed è un fattore abilitante per questa tecnologia.

Ho notato che Quantum Xchange afferma di essere pionieristico nella "crittografia indistruttibile". Quanto dovremmo prenderlo alla lettera? È davvero indistruttibile, ora e in futuro?

Quando fai un'affermazione audace del genere hai sempre persone che ti sfideranno, e i crittografi come classe di ingegneri o scienziati, sono molto bravi a sfidare quel commento.

Tuttavia, si scopre che, poiché facciamo affidamento su una legge fisica, probabilmente è indistruttibile. Ora, esiste una probabilità diversa da zero che qualcuno possa romperlo? SÌ. Ma pensiamo che sia estremamente improbabile. Letteralmente, affinché qualcuno possa violare una chiave quantistica, sono necessarie circostanze straordinarie.

Diciamo che invio un milione di fotoni e finisci per accettarne 100.000 come totalmente inalterati. Se tu fossi un attore malvagio che cerca di intercettare la mia chiave quantistica, dovresti indovinare correttamente 900.000 volte se il fotone era uno o zero.

Ora, matematicamente, è fattibile. Ma nel mio mondo, e nel mondo pratico, questo è impossibile.

La soluzione di Quantum Xchange è focalizzata solo sulla deterrenza della minaccia dei computer quantistici o è qualcosa che può essere utilizzato per molti scenari?

Il caso d'uso generico è quello di salvaguardare qualsiasi informazione critica. Viene utilizzato oggi a Ginevra, dal governo che gestisce le elezioni, per trasmettere i dati dei sondaggi utilizzando la protezione con chiave quantistica. È assolutamente orientato a impedire agli hacker di rubare dati. Se i computer quantistici rappresentano l’offesa, la crittografia quantistica è la difesa.

Questa non è una tecnologia nata dall’oggi al domani. Funziona a Ginevra da dieci anni, funziona nei laboratori di Battelle da cinque anni. Lo stiamo implementando ora a New York. Questa è un’attrezzatura che funziona oggi ed è fattibile oggi.

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