(in) Secure: інтерв’ю з Джоном Пріско з Quantum Xchange

(в) Безпечний це щотижнева колонка, яка занурюється в тему кібербезпеки, яка швидко загострюється.

Нещодавні прориви змінили питання про появу квантових обчислень з питання «якщо» на «коли». Вони зможуть швидко виконати певне завдання у сотні чи тисячі разів краще, ніж класичні комп’ютери, що, у свою чергу, дозволить нам шукати рішення для питань, які неможливо вирішити за допомогою сучасних методи.

Сучасне шифрування – одне з таких питань. Наразі захищене простими числами, які класичні комп’ютери не можуть розв’язати до теплової смерті Всесвіту, шифрування може бути повністю розкрито за допомогою квантової сили.

На щастя, це палиця з двома кінцями. Квантова фізика також може бути використана для покращення шифрування, захисту даних від поточних і майбутніх загроз. Щоб дізнатися, як це працює та чи практично це сьогодні, ми поговорили з Джоном Пріско, генеральним директором і президентом

Квантова зміна, перша оптоволоконна квантова мережа, доступна в Сполучених Штатах.

Digital Trends: що робить квантові комп’ютери хорошими для злому традиційного шифрування?

Джон Пріско, президент і генеральний директор Quantum Xchange: Тому що квантовий комп’ютер не використовує біти, які дорівнюють одиниці чи нулю. Фактично, вони використовують фотони, які можуть бути одночасно одиницями та нулями. Це просто можливість масової паралельної обробки, яку не може зробити основний комп’ютер, який ми використовуємо сьогодні, тому що біти можуть існувати лише в одиничному або нульовому стані.

Отже, ви знаєте, що ви завжди чуєте коментар про те, «Як швидко комп’ютер міг прочитати всі книги та речі в Бібліотеці Конгресу». Ну, про це говориться з точки зору читання кожної книги серійно. Те, як квантовий комп’ютер читав би книги в Бібліотеці Конгресу, полягав би в тому, щоб читати їх усі одночасно.

З останнім шифром RSA 2048, який використовує звичайні комп’ютери, знадобиться мільярд мільярдів років, щоб грубою силою зламати цей ключ. Квантовий комп’ютер міг зробити це приблизно за 10 секунд.

Як ви думаєте, коли квантові комп’ютери стануть настільки складними, що стануть справжньою загрозою для шифрування?

Існує концепція квантової переваги. Це не дуже цікаво, хоча й звучить так. Це означає, що квантовий комп’ютер потужніший за будь-який звичайний електронний комп’ютер. Google думав, що до кінця минулого року вони матимуть комп’ютер квантової переваги.

Вони кажуть, що до кінця цього року вони збираються отримати комп’ютер квантової переваги. Отже, коли я говорю про те, що злом RSA 2048 займає мільярд мільярдів років, комп’ютер квантової переваги може скоротити цей час до 900 мільйонів мільярдів років. Це не такий великий прогрес.

Справжня мета — комп’ютер із квантовим простим числом. І це той, у якому ви можете зламати ключ за 10 секунд. З точки зору цього, це вважається приблизно 5-10-річною подією.

Але я завжди поспішаю сказати, що майже не має значення, скільки часу знадобиться, щоб туди потрапити. Зловмисники постійно збирають дані, і вони завжди це робитимуть, тому що це надто легко зробити. Вони збиратимуть дані з Управління управління персоналом уряду або плани F-35 від Lockheed Martin. І вони сидітимуть на цьому, поки не отримають квантовий комп’ютер, який зможе зламати ключ і відкрити дані.

Припустімо, ви швейцарський банк і у вас є багато клієнтів, які бажають зберегти свою особу в таємниці. Отже, ви б дійсно хотіли шифрувати за допомогою квантових ключів сьогодні, а не наражатися на збирання їхніх даних і не хвилюватися, що хтось матиме квантовий комп’ютер, який може їх зламати.

Quantum Xchange засновано на використанні квантових ключів. Чи можете ви пояснити, як вони працюють і чому їх важче зламати?

Квантовий ключ відрізняється від ключа RSA тим, що він складається з фотонів. Коли ви передаєте ключ із точки А в точку Б, ключ йде разом, і кожен фотон, який ми посилаємо, може бути закодований одиницею або нулем.

Якщо хтось спробує підслухати цей ключ, виявиться, що через принцип невизначеності Гейзенберга, якщо хтось спробує підслухати на оптичній частинці, такій як протон, змінюється квантовий стан, і тому ключ більше не є ключем, який розблокує дані.

Оскільки ви покладаєтеся на закон фізики, який є таким же незмінним, як гравітація, тепер ви маєте впевненість, що ніхто не зможе розблокувати ваші дані та прочитати ваш файл даних. Ключ не витримає, щоб хтось до нього торкнувся.

Ваша система «довіреного вузла» стверджує, що вирішує проблеми діапазону за допомогою квантових ключів. Чому виникла проблема діапазону і як ви її вирішили?

Одним із недоліків квантового розподілу ключів є те, що найкраще, що ви можете зробити, це передати ключ приблизно на 100 кілометрів. Ймовірно, це стало причиною затримки впровадження Quantum Key Distribution у Сполучених Штатах.

Ми працювали з Battelle Memorial Laboratories і винайшли спосіб збільшити відстань, яку може подолати квантовий ключ. Тепер він може подорожувати на необмежену відстань.

Ми придумали спосіб закодувати квантовий ключ в іншій квантовій клітці, і це дозволяє нам продовжуйте передавати кілька сотень кілометрів за раз, і це не порушує невизначеність принцип.

Можливість подолати це обмеження була критично важливою для того, щоб зробити це життєздатним. Це великий прорив, і він сприяє цій технології.

Я помітив, що Quantum Xchange стверджує, що це новаторське «незламне шифрування». Наскільки буквально ми повинні сприймати це? Чи справді це непорушно зараз і в майбутньому?

Коли ви робите сміливу заяву на кшталт того, що у вас завжди є люди, які збираються кинути вам виклик, і криптографи як клас інженерів або вчених дуже добре вміють кинути виклик цьому коментарю.

Однак виявляється, що оскільки ми покладаємося на закон фізики, його, ймовірно, неможливо порушити. Чи існує відмінна від нуля ймовірність того, що хтось може його зламати? Так. Але ми вважаємо, що це вкрай малоймовірно. Буквально, щоб хтось зламав квантовий ключ, потрібні надзвичайні обставини.

Скажімо, я надсилаю мільйон фотонів, і ви в кінцевому підсумку приймаєте 100 000 із них як абсолютно непідроблені. Якби ви були мерзенним актором, який намагається перехопити мій квантовий ключ, вам довелося б 900 000 разів правильно вгадати, чи був фотон одиницею чи нулем.

З математичної точки зору це можливо. Але в моєму світі та в практичному світі це неможливо.

Чи рішення Quantum Xchange спрямоване лише на стримування загрози квантових комп’ютерів, чи це те, що можна використовувати для багатьох сценаріїв?

Загальний варіант використання – захист будь-якої важливої ​​інформації. Він використовується сьогодні в Женеві їхнім урядовим управлінням виборами для передачі даних опитувань за допомогою квантового захисту ключів. Він абсолютно спрямований на те, щоб запобігти крадіжці даних хакерами. Якщо квантові комп’ютери є злочином, квантове шифрування є захистом.

Це не технологія, яка виникла раптово. Він працює в Женеві протягом десяти років, він працює в лабораторіях Battelle протягом п’яти років. Зараз ми розгортаємо його в Нью-Йорку. Це обладнання, яке працює сьогодні, і воно сьогодні життєздатне.

Рекомендації редакції

• Вчені щойно досягли прориву в квантових обчисленнях
• Новий 127-кубітний процесор IBM є великим проривом у квантових обчисленнях
• IBM будує найбільший квантовий комп’ютер — і гігантський холодильник, щоб його поставити
• Honeywell робить стрибок від термостатів до квантових комп’ютерів
• Intel розробляє мікросхему кріогенного керування, яка, як очікується, оптимізує квантові обчислення