By Σάντρα Χέλσελ δημοσιεύτηκε 12 Αυγούστου 2022
Quantum News Briefs ανοίγει σήμερα με ένα blog από τους Parker & Verneer της RAND στο οποίο προτείνουν ανάλυση crowdsourcing των τελικών υποψηφίων αλγορίθμων PQC του NIST με μεγάλη γενναιοδωρία για την πρώτη επιτυχημένη αποκρυπτογράφηση που ακολουθείται από τη νέα μέθοδο U of Chicago για τον υπολογισμό των μεταβάσεων κβαντικής φάσης. Στη συνέχεια ακούμε από τον Halpern του Quantum Steampunk Laboratory που λέει «Ένα αρκετά καλό κβαντικό ρολόι θα μπορούσε να είναι. . . Αρκετά καλό. ."κι αλλα.
Οι επιστήμονες της RAND προτείνουν Ανάλυση Crowdsourcing των Αλγορίθμων PQC τελικού υποψηφίου NIST με μεγάλη ανταμοιβή για την πρώτη επιτυχή αποκρυπτογράφηση
Ένας τρόπος για να οικοδομήσουμε εμπιστοσύνη σε νέες μεθόδους μετα-κβαντικής κρυπτογράφησης -και να βοηθήσουμε στην κάλυψη τυχόν άλλων αδυναμιών πριν από την ανάπτυξή τους- θα ήταν να διεξαχθεί ένας δημόσιος διαγωνισμός για να δοθούν κίνητρα σε περισσότερους ανθρώπους να αναζητήσουν αδυναμίες σε αυτούς τους νέους αλγόριθμους. Αυτό έχει προταθεί στο α Lawfare blog από τον Edward Parker, Φυσικό Επιστήμονα στην RAND Corporation του οποίου η έρευνα επικεντρώνεται στην κβαντική τεχνολογία και την κυβερνοασφάλεια, και ο Δρ. Michael JD Vermeer είναι Φυσικός Επιστήμονας στην RAND Corporation που είναι τεχνολόγος που ερευνά την πολιτική επιστήμης και τεχνολογίας στην ποινική δικαιοσύνη, την εσωτερική ασφάλεια, και εθνικής άμυνας. Ένας τρόπος για να οικοδομήσουμε εμπιστοσύνη σε νέες μεθόδους μετα-κβαντικής κρυπτογράφησης -και να βοηθήσουμε στην κάλυψη τυχόν άλλων αδυναμιών πριν από την ανάπτυξή τους- θα ήταν να διεξαχθεί ένας δημόσιος διαγωνισμός για να δοθούν κίνητρα σε περισσότερους ανθρώπους να αναζητήσουν αδυναμίες σε αυτούς τους νέους αλγόριθμους. Το Quantum News Briefs συνοψίζει το εκτενές άρθρο παρακάτω. ο πρωτότυπο αξίζει τον χρόνο να διαβαστεί.
Ο Parker και ο Rand προτείνουν έναν διαγωνισμό για την ανάλυση των τελικών υποψηφίων αλγορίθμων PQC του NIST. Το ευρύ κοινό θα κληθεί να προσπαθήσει να τα σπάσει. Οπως και εκατοντάδες εταιρείες που προσφέρουν δημόσια bug bounties έχουν ανακαλύψει, οι δοκιμές διείσδυσης μέσω πληθώρας μπορεί να είναι ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο για τη βελτίωση της ασφάλειας στον κυβερνοχώρο.
Δείτε πώς μπορεί να μοιάζει ένας τέτοιος διαγωνισμός: το NIST θα μπορούσε να το χρησιμοποιήσει πρόσφατα επιλεγμένο υποψήφιοι αλγόριθμοι PQC για την κρυπτογράφηση ενός μη ευαίσθητου εγγράφου και στη συνέχεια δημοσίως απελευθερώνουν το κρυπτογραφημένο κρυπτογραφημένο κείμενο (και τους αλγόριθμους που χρησιμοποιούνται για την κρυπτογράφηση του) μαζί με ένα μεγάλο μπόνους για την αποκρυπτογράφηση του. Εάν κάποιος πετύχει, το NIST θα γνωρίζει ότι πρέπει να βελτιώσει τους αλγόριθμους του πριν κυκλοφορήσει το τελικό πρότυπο.
Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα ενός διαγωνισμού υψηλού προφίλ είναι ότι θα επέτρεπε την εξέταση των υποψηφίων αλγορίθμων από νέες προοπτικές. Η διαδικασία τυποποίησης του NIST ήταν αρκετά διαφανής. Αλλά το PQC εξακολουθεί να είναι ένα απόκρυφο και εξαιρετικά τεχνικό θέμα, και σχετικά λίγοι άνθρωποι έχουν μελετήσει προσεκτικά τους επιλεγμένους αλγόριθμους του NIST. Ένας δημόσιος διαγωνισμός μπορεί να προσελκύσει περισσότερους κρυπτογράφους και άλλους με μεγαλύτερη ποικιλία υπόβαθρου,
Μπορεί να φαίνεται αντιφατικό να παρακινούνται άμεσα οι άνθρωποι να σπάσουν την κρυπτογραφία που τελικά θα χρησιμοποιηθεί από κυβερνητικούς και εμπορικούς οργανισμούς. Δεδομένων των απίστευτα υψηλών διακυβεύσεων της μετάβασης στο PQC, είναι απολύτως κρίσιμο το NIST να λάβει κάθε δυνατή διαβεβαίωση ότι αυτοί οι αλγόριθμοι είναι ασφαλείς. Εάν οι νέοι αλγόριθμοι PQC όντως αποδειχθεί ότι περιέχουν ευπάθειες όπως ο πρόσφατα ανακαλύφθηκε, τότε θα ήταν πολύ καλύτερο να βρεθούν αυτά τα τρωτά σημεία πριν οι αλγόριθμοι διαδοθούν ευρέως.
*****
Οι επιστήμονες του UChicago δημιουργούν μέθοδο για τον αποτελεσματικό υπολογισμό των μεταπτώσεων κβαντικών φάσεων
Η «μετάβαση φάσης» είναι η διαδικασία οδήγησης πίσω από πολλές μετεωρολογικές έννοιες και φαινόμενα – από σημεία δρόσου και σχετική υγρασία μέχρι κάτι τόσο απλό όπως η βροχή που μετατρέπεται σε χιόνι καθώς πέφτει η θερμοκρασία. Οι μεταβάσεις κβαντικής φάσης δεν είναι παρατηρήσιμες με τον ίδιο τρόπο όπως οι καθημερινές μεταβάσεις φάσης όπως ο πάγος σε υγρό νερό ή υγρό νερό σε ατμό. Οι κβαντικές μεταβάσεις φάσης συμβαίνουν όταν ορισμένα υλικά ψύχονται σε μια θερμοκρασία κοντά στο απόλυτο μηδέν - το θεωρητικό σημείο στο οποίο δεν υπάρχει θερμική ενέργεια και τα άτομα δεν κινούνται, ή περίπου -459.67 βαθμούς Φαρενάιτ.
Τώρα το Πανεπιστήμιο του Σικάγο έχει δημιουργήσει μια μέθοδο για τον αποτελεσματικό υπολογισμό των μεταπτώσεων κβαντικής φάσης. Τα μαθηματικά πίσω από αυτές τις μεταβάσεις είναι δύσκολο να αντιμετωπιστούν ακόμη και για υπερυπολογιστές - αλλά μια νέα μελέτη από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο προτείνει έναν νέο τρόπο εργασίας με αυτούς τους περίπλοκους υπολογισμούς, οι οποίοι θα μπορούσαν τελικά να αποφέρουν τεχνολογικές ανακαλύψεις. Η ομάδα προσπάθησε να χρησιμοποιήσει τη μέθοδο για να μοντελοποιήσει πολλά διαφορετικά είδη μεταβάσεων φάσης και διαπίστωσε ότι ήταν εξίσου ακριβής με την παραδοσιακή μέθοδο με μεγαλύτερη ένταση δεδομένων.
"Αυτός είναι ένας δυνητικά ισχυρός τρόπος εξέτασης των μεταπτώσεων κβαντικής φάσης που μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε με παραδοσιακούς είτε με κβαντικούς υπολογιστές", δήλωσε ο David Mazziotti, θεωρητικός χημικός στο Τμήμα Χημείας και το Ινστιτούτο James Franck στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο και ανώτερος συγγραφέας. της μελέτης.
Αυτός και άλλοι επιστήμονες πιστεύουν ότι αν μπορέσουμε να κατανοήσουμε πλήρως τη σύνθετη φυσική που παίζει πίσω από τις μεταβάσεις κβαντικής φάσης, θα μπορούσαμε να ξεκλειδώσουμε τις πόρτες στις νέες τεχνολογίες. Παρόμοιες ανακαλύψεις στο παρελθόν, για παράδειγμα, οδήγησαν σε μηχανές μαγνητικής τομογραφίας και τρανζίστορ που καθιστούν δυνατούς σύγχρονους υπολογιστές και τηλέφωνα.
*****
Ο πύραυλος Lijian 1 της Κίνας μετέφερε έναν δορυφόρο διανομής κβαντικού κλειδιού και άλλα ωφέλιμα φορτία στην αποστολή του ντεμπούτου
Το Lijian 1 τεσσάρων σταδίων της Κίνας ρόκα, που αναφέρεται επίσης ως ZK-1A, ανασηκώθηκε από το Κέντρο Εκτόξευσης Δορυφόρου Jiuquan στις 12:12 π.μ. EDT (0412 GMT, 12:12 μ.μ. τοπική ώρα) στις 27 Ιουλίου, μεταφέροντας έξι δορυφόρους σε τροχιά στην πρώτη του πτήση.
Ένας από τους δορυφόρους που ονομάζεται Jinan 1 θα διεξάγει βασικά πειράματα διανομής σε χαμηλή τροχιά της Γης μετά από ένα μήνα δοκιμών, σύμφωνα με την South China Morning Post. Η Κίνα ξεκίνησε την πρωτοπορία Μόζι κβαντικός δορυφόρος επιστήμης το 2016, αλλά ο Jinan 1, με περίπου το ένα έκτο της μάζας του Mozi, επιδιώκει να αποδείξει την τεχνολογία χαμηλού κόστους, μικροσκοπικής διανομής κβαντικών κλειδιών (QKD) με τη νέα δοκιμή.
Περισσότερες κυκλοφορίες προγραμματίζονται για το εγγύς μέλλον για την υποστήριξη της κβαντικής επικοινωνίας για περισσότερους από 100 χρήστες
Η εκτόξευση μετέφερε επίσης τέσσερα άλλα μικρά διαστημόπλοια, συμπεριλαμβανομένης μιας δοκιμής ανίχνευσης σφαιρικής ατμοσφαιρικής πυκνότητας δορυφόρος, ένα ζεύγος δορυφόρων για τη δοκιμή μηχανισμών ηλεκτρομαγνητικής συναρμολόγησης σε τροχιά και τον δορυφόρο Nanyue Science, ο οποίος θα χρησιμοποιηθεί για τη διάδοση της επιστήμης.
****
Ο Halpern του Quantum Steampunk Laboratory λέει «Ένα αρκετά καλό κβαντικό ρολόι θα μπορούσε να είναι. . . Αρκετά καλό. .»
Ακριβώς όπως τα ρολόγια κυβερνούν εμάς, διέπουν τις κβαντικές συσκευές. Πάρτε τους «κβαντικούς υπολογιστές». Ένα βασικό μέρος της εκτέλεσης οποιουδήποτε υπολογισμού είναι η εκτέλεση ορισμένων εργασιών σε συγκεκριμένους χρόνους. Τα εξωτερικά κλασικά συστήματα ελέγχου διατηρούν χρόνο για τους σημερινούς κβαντικούς υπολογιστές, αλλά ένα σύστημα ελέγχου που θα μπορούσε να λειτουργήσει εξ ολοκλήρου εντός της κβαντικής σφαίρας θα άνοιγε νέες δυνατότητες. Η Nicole Yunger Halpern, του εργαστηρίου The Quantum-Steampunk Laboratory έχει συντάξει μια ενδιαφέρουσα ματιά στα κβαντικά ρολόγια. Το Quantum News Briefs συνοψίζει. Το πλήρες κείμενο είναι εδώ στο New Scientist.
Ευτυχώς, δεν χρειαζόμαστε ένα ιδανικό κβαντικό ρολόι – ένα αρκετά καλό κβαντικό ρολόι θα μπορούσε να είναι αρκετά καλό. Ακριβώς πώς η σχεδίαση ενός στρογγυλού σχήματος σε ένα κομμάτι χαρτί μπορεί να προσεγγίσει έναν κύκλο, έτσι και ένα κβαντικό ρολόι μπορεί να προσεγγίσει το ιδανικό. Και τρεις συνάδελφοι – Jonathan Oppenheim, Mischa Woods και Ralph Silva – κατάφεραν να σχεδιάσουν ένα τέτοιο κβαντικό ρολόι.
Το ρολόι τους είναι αρκετά σταθερό. Η ανάγνωση ενός κβαντικού ρολογιού δεν είναι σαν να διαβάζεις ένα κλασικό. Η πράξη της χρήσης του για τον προσδιορισμό του χρόνου θα πυροδοτούσε ένα αντίθετο κβαντικό φαινόμενο: τη διαταραχή της μέτρησης. Μπορείτε να παρατηρήσετε ένα καθημερινό ρολόι χωρίς να επηρεάζετε την ώρα που αναφέρεται. Τα κβαντικά συστήματα είναι πιο ευαίσθητα από τα καθημερινά συστήματα. Εάν μετρήσετε ένα κβαντικό σύστημα – ή αλληλεπιδράσετε μαζί του με οποιονδήποτε άλλο τρόπο – το διαταράσσετε, αλλάζοντας την κατάστασή του. Εάν μετρήσετε την ενέργεια του συστήματος, πιθανότατα θα αλλάξετε την ενέργειά του.
Ο έλεγχος των πειραμάτων στα κβαντικά συστήματα έχει προχωρήσει ραγδαία τις τελευταίες τρεις δεκαετίες και δεν δείχνει σημάδια επιβράδυνσης. Τα αυτόνομα ρολόγια θα επιτρέψουν στους κβαντικούς υπολογιστές και σε άλλες μηχανές να λειτουργούν ανεξάρτητα; Είτε μετριέται σε κβαντικό ρολόι είτε σε καθημερινό, ο χρόνος θα δείξει.
*****
Sandra K. Helsel, Ph.D. ασχολείται με την έρευνα και την αναφορά σε τεχνολογίες αιχμής από το 1990. Έχει το διδακτορικό της. από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα.
