Quantum News Briefs 25. Juli: Senatoren stellen Cybersicherheitsgesetz vor, um Bundesregierung gegen Quantencomputer zu verbessern; Die NSA bewegt sich auf eine quantenresistente Zukunft zu, die NSA bewegt sich auf eine quantenresistente Zukunft zu, KIST erstellt TF QKD für die Kommerzialisierung der Quantenkryptografie und MEHR

Quantum News Briefs beginnt heute mit einer Berichterstattung über den US-Senat, in dem Senatoren einen Gesetzentwurf zur Cybersicherheit eingebracht haben, um die Abwehrmaßnahmen der Bundesregierung gegen Quantencomputer zu verbessern, gefolgt von einer Zusammenfassung eines ausführlichen Artikels, in dem die Bemühungen der NSA für eine quantenresistente Zukunft erörtert werden. Eine Ankündigung des Korean Institute of Technology über seine experimentelle Demonstration des TF-QKD-Netzwerks – das zweite weltweit nach der University of Toronto in Kanada und MEHR

Senatoren stellen Gesetz zur Cybersicherheit vor, das darauf abzielt, die Abwehrmaßnahmen der Bundesregierung gegen Quantencomputing zu verbessern

Am 21. Juli stellten die Senatoren einen Gesetzentwurf zur Cybersicherheit vor, der darauf abzielt, die Verteidigung der Bundesregierung gegen Datenschutzverletzungen durch Quantencomputer zu verbessern. Der Quantum Computing Cybersecurity Preparedness Act, gemeinsam gesponsert von Sens. Rob Portman (R-Ohio) und Maggie Hassan (D-N.H.) .), würde von den Bundesbehörden verlangen, über die aktuellsten Cybersicherheitsvorkehrungen zu verfügen, da Quantencomputer hochentwickelt und allgemein verfügbar werden.
Der von Sens. Rob Portman (R-Ohio) und Maggie Hassan (D-N.H.) gemeinsam gesponserte Quantum Computing Cybersecurity Preparedness Act würde von den Bundesbehörden verlangen, über die aktuellsten Cybersicherheitsschutzmaßnahmen zu verfügen, da Quantencomputer immer wichtiger werden fortgeschritten und allgemein verfügbar. Der Gesetzentwurf folgt zwei Richtlinien zielt auf die Weiterentwicklung von Quantentechnologien ab, die Präsident Biden im Mai vorgestellt hat.
Der parteiübergreifende Gesetzentwurf sieht vor, dass das Office of Management and Budget (OMB) ein Jahr, nachdem das National Institute of Standards and Technology (NIST) seine geplanten Post-Quanten-Kryptographiestandards herausgegeben hat, Leitlinien für Bundesbehörden zur Bewertung kritischer Systeme erstellen muss.
Die Gesetzgebung würde das OMB außerdem anweisen, dem Kongress einen Jahresbericht zu übermitteln, der eine Strategie zur Bewältigung des Risikos der Post-Quantenkryptographie, die Finanzierung und eine Analyse darüber enthält, wie Bundesbehörden die Standards der Post-Quantenkryptographie koordinieren und umstellen.

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Wie sich die NSA in eine quantenresiliente Zukunft bewegt

Die NSA angekündigt einen Plan zur Umstellung nationaler Sicherheitssysteme (NSS) auf eine neue quantenresistente Verschlüsselungssuite im Jahr 2015. Obwohl sich Quantencomputer noch in ihrem embryonalen Zustand befanden, erklärte die NSA, dass die Bedrohung durch Quantencomputer die Hauptüberlegung bei der Entscheidung zum Rückzug war vorherige Verschlüsselungssuite, genannt Suite B, und bereiten Sie sich auf die Post-Quantum-Ära vor. Patrick Shore dauert ebenfalls 3 Jahre. Das erste Jahr ist das sog. Nationale Interessen hat einen ausführlichen Artikel über die NSA und ihre Bemühungen im Bereich der Quantensicherheit verfasst.
Diese Ankündigung war das erste Mal, dass die NSA öffentlich anerkannte, dass Quantencomputing eine ernsthafte Bedrohung für die Verschlüsselung darstellt und, was noch wichtiger ist, dass es Zeit zum Handeln ist. Es ist auch wichtig zu beachten, dass die NSA nach einer kostengünstigen Lösung sucht. Dies wird zweifellos ein zentrales Hindernis für Organisationen im gesamten Regierungs- und Privatsektor beim Übergang zur Post-Quantum-Kryptographie (PQC) sein. Die NSA hat das National Institute of Standards Technology (NIST) damit beauftragt, PQC-Lösungen zu erforschen und eine Reihe quantenresilienter Algorithmen für den Einsatz in NSS fertigzustellen. Die Kosteneffizienz dieses Ansatzes hängt weitgehend von der Fähigkeit jedes Unternehmens ab, die neuen Algorithmen mit minimalen Störungen bestehender Systeme zu implementieren.
Die NSA hat angegeben dass die Implementierung von QKD auf NSS erhebliche Ressourcen erfordern würde und sich nicht als umfassende Quantensicherheitslösung qualifiziere. Nach Angaben der NSA adressiert QKD „nur einige Sicherheitsbedrohungen und erfordert erhebliche technische Änderungen an den NSS-Kommunikationssystemen.“ Die NSA betrachtet QKD nicht als praktische Sicherheitslösung zum Schutz nationaler Sicherheitsinformationen.“ Die Komplexität von QKD untergräbt das Ziel der NSA, kostengünstige Quanten-Cybersicherheit bereitzustellen, wie in der Ankündigung von 2015 angegeben. Sowohl die NSA als auch das NIST haben PQC als die überlegene und kostengünstige quantenresiliente Lösung gebilligt und letztendlich wird PQC zum Standard für die Datenverschlüsselung sowohl im staatlichen als auch im privaten Sektor werden.
Der Zeitrahmen für die Bemühungen der NSA, auf PQC umzustellen, wurde erheblich verkürzt, als Präsident Biden im Januar ein Abkommen unterzeichnete Nationales Sicherheitsmemorandum (NSM-8) zum Thema „Verbesserung der Cybersicherheit der Systeme der nationalen Sicherheit, des Verteidigungsministeriums und der Nachrichtendienste“. Die NSA kann nicht länger bis 2024 warten, bis das NIST die PQC-Standards fertigstellt, und hat nun die Aufgabe, die aktuelle NSS-Cyber-Infrastruktur zu prüfen und unverzüglich einen PQC-Übergangsplan bereitzustellen. Dieses Mandat markierte für das Verteidigungsministerium den Beginn des größten Aufschwungs in der Geschichte der Cybersicherheit.

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Das Korea Institute of Science and Technology (KIST, Direktor Seok-jin Yoon) gab bekannt, dass seinem Forschungsteam, dem Center for Quantum Information unter der Leitung von Direktor Sang-Wook Han, die experimentelle Demonstration eines praktischen TF-QKD-Netzwerks gelungen ist. Dies ist nach der University of Toronto in Kanada die zweite experimentelle Demonstration des TF-QKD-Netzwerks weltweit.
In ihrer Studie veröffentlicht in npj QuanteninformationenDas Forschungsteam schlug eine neue TF-QKD-Netzwerkstruktur vor, die auf Basis von Polarisations-, Zeit- und Wellenlängenmultiplex auf ein Two-to-many-Netzwerk (2:N) skalierbar ist. Anders als die erste Demonstration der University of Toronto, die auf einer Ringnetzwerkstruktur basierte, basiert die Architektur des Forschungsteams auf einem Sternnetzwerk. Das Quantensignal in a Ringstruktur muss durch jeden Benutzer laufen, der mit dem Ring verbunden ist. Bei der Sternstruktur verläuft es jedoch nur durch die Mitte, was die Implementierung eines praktischeren QKD-Systems ermöglicht.

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Quantum Digits  Schalten Sie mehr Rechenleistung mit weniger Quantenteilchen frei

Einem Team um Thomas Monz am Institut für Experimentalphysik der Universität Innsbruck ist es nun gelungen, einen Quantencomputer zu entwickeln, der beliebige Berechnungen mit sogenannten Quantencomputern durchführen kann Quantenziffern (Qudits)Dadurch wird mehr Rechenleistung mit weniger Quantenteilchen freigesetzt.
Obwohl das Speichern von Informationen in Nullen und Einsen nicht die effizienteste Methode zum Ausführen von Berechnungen ist, ist es die einfachste Methode. Einfach bedeutet oft auch zuverlässig und robust gegenüber Fehlern und so sind binäre Informationen zum unangefochtenen Standard für klassische Computer geworden.
In der Quantenwelt ist die Situation ganz anders. Im Innsbrucker Quantencomputer zum Beispiel werden Informationen in einzelnen gefangenen Calcium-Atomen gespeichert. Jedes dieser Atome hat von Natur aus acht verschiedene Zustände, von denen typischerweise nur zwei zur Speicherung von Informationen verwendet werden. Tatsächlich haben fast alle existierenden Quantencomputer Zugriff auf mehr Quantenzustände, als sie für Berechnungen verwenden. Vollständige Veröffentlichung auf Science Daily.

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