By Σάντρα Χέλσελ δημοσιεύτηκε στις 25 Ιουλίου 2022
Το Quantum News Briefs ανοίγει σήμερα με κάλυψη από τη Γερουσία των ΗΠΑ, όπου οι γερουσιαστές έχουν εισαγάγει ένα νομοσχέδιο για την ασφάλεια στον κυβερνοχώρο για τη βελτίωση της άμυνας της ομοσπονδιακής κυβέρνησης ενάντια στον κβαντικό υπολογισμό, ακολουθούμενο από μια περίληψη ενός εμπεριστατωμένου άρθρου που συζητά τις προσπάθειες της NSA για ένα μέλλον ανθεκτικό στα κβαντικά. Μια ανακοίνωση από το Κορεατικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας σχετικά με την πειραματική επίδειξη του δικτύου TF QKD – το δεύτερο στον κόσμο μετά το Πανεπιστήμιο του Τορόντο στον Καναδά και ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ
Οι γερουσιαστές εισάγουν νομοσχέδιο για την ασφάλεια στον κυβερνοχώρο με στόχο τη βελτίωση της άμυνας της ομοσπονδιακής κυβέρνησης κατά του κβαντικού υπολογισμού
Οι γερουσιαστές εισήγαγαν στις 21 Ιουλίου ένα νομοσχέδιο για την ασφάλεια στον κυβερνοχώρο με στόχο τη βελτίωση της άμυνας της ομοσπονδιακής κυβέρνησης έναντι παραβιάσεων δεδομένων που ενεργοποιούνται από τον κβαντικό υπολογισμό. Ο νόμος ετοιμότητας για την ασφάλεια στον κυβερνοχώρο Quantum Computing, που συγχρηματοδοτείται από τους γερουσιαστές Rob Portman (R-Ohio) και Maggie Hassan (D-N). .), θα απαιτούσε από τις ομοσπονδιακές υπηρεσίες να διαθέτουν τις πιο ενημερωμένες προστασίες στον κυβερνοχώρο καθώς οι κβαντικοί υπολογιστές γίνονται εξαιρετικά προηγμένοι και ευρέως διαθέσιμοι.
Ο νόμος Quantum Computing Cybersecurity Preparedness Act, που συγχρηματοδοτείται από τους γερουσιαστές Rob Portman (R-Ohio) και Maggie Hassan (D-N.H.), θα απαιτούσε από τις ομοσπονδιακές υπηρεσίες να διαθέτουν την πιο ενημερωμένη προστασία κυβερνοασφάλειας καθώς οι κβαντικοί υπολογιστές γίνονται ιδιαίτερα προηγμένο και ευρέως διαθέσιμο. Ακολουθεί το νομοσχέδιο δύο οδηγίες με στόχο την προώθηση των κβαντικών τεχνολογιών που παρουσίασε ο Πρόεδρος Μπάιντεν τον Μάιο.
Το δικομματικό νομοσχέδιο θα απαιτούσε από το Γραφείο Διαχείρισης και Προϋπολογισμού (OMB) να δημιουργήσει οδηγίες για τις ομοσπονδιακές υπηρεσίες για την αξιολόγηση των κρίσιμων συστημάτων ένα χρόνο μετά την έκδοση του Εθνικού Ινστιτούτου Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) που έχει προγραμματίσει τα προβλεπόμενα μετα-κβαντικά πρότυπα κρυπτογραφίας.
Η νομοθεσία θα κατευθύνει επίσης το OMB να στείλει μια ετήσια έκθεση στο Κογκρέσο που περιλαμβάνει μια στρατηγική για τον τρόπο αντιμετώπισης του κινδύνου μετακβαντικής κρυπτογραφίας, χρηματοδότηση και ανάλυση για το πώς οι ομοσπονδιακές υπηρεσίες συντονίζουν και μεταναστεύουν στα μετακβαντικά πρότυπα κρυπτογραφίας.
*****
Πώς η NSA κινείται προς ένα κβαντικά ανθεκτικό μέλλον
Η NSA ανακοίνωσε ένα σχέδιο για τη μετάβαση των συστημάτων εθνικής ασφάλειας (NSS) σε μια νέα σουίτα κρυπτογράφησης ανθεκτικών σε κβαντικά κβαντικά στοιχεία το 2015. Αν και οι κβαντικοί υπολογιστές βρίσκονταν ακόμη στην εμβρυϊκή τους κατάσταση, η NSA εξήγησε ότι η απειλή του κβαντικού υπολογισμού ήταν το πρωταρχικό μέλημα στην απόφαση για την απόσυρση του προηγούμενη σουίτα κρυπτογράφησης, που ονομάζεται Σουίτα Β, και προετοιμαστείτε για τη μετα-κβαντική εποχή. του Εθνικό ενδιαφέρον έχει συνθέσει ένα σε βάθος άρθρο που συζητά την NSA και τις προσπάθειές της στην κβαντική ασφάλεια.
Αυτή η ανακοίνωση ήταν η πρώτη φορά που η NSA αναγνώρισε δημόσια ότι ο κβαντικός υπολογιστής αποτελούσε σοβαρή απειλή για την κρυπτογράφηση και, το πιο σημαντικό, ότι ήρθε η ώρα να δράσει. Είναι επίσης σημαντικό να σημειωθεί ότι η NSA αναζητά μια οικονομικά αποδοτική λύση. Αυτό θα είναι αναμφίβολα ένα βασικό εμπόδιο για τους οργανισμούς σε ολόκληρο τον δημόσιο και τον ιδιωτικό τομέα κατά τη μετάβαση στη μετα-κβαντική κρυπτογραφία (PQC). Η NSA έχει αναβάλει στο Εθνικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας Προτύπων (NIST) να ερευνήσει λύσεις PQC και να ολοκληρώσει ένα σύνολο κβαντικών ανθεκτικών αλγορίθμων για χρήση στο NSS. Η σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας αυτής της προσέγγισης θα εξαρτηθεί σε μεγάλο βαθμό από την ικανότητα κάθε οργανισμού να εφαρμόσει τους νέους αλγόριθμους με ελάχιστη διακοπή στα υπάρχοντα συστήματα.
Η NSA έχει δήλωσε ότι η εφαρμογή του QKD στο NSS θα απαιτούσε σημαντικούς πόρους και δεν πληρούσε τις προϋποθέσεις ως ολοκληρωμένη λύση κβαντικής ασφάλειας. Σύμφωνα με την NSA, το QKD «αντιμετωπίζει μόνο ορισμένες απειλές ασφαλείας και απαιτεί σημαντικές μηχανικές τροποποιήσεις στα συστήματα επικοινωνιών NSS. Η NSA δεν θεωρεί το QKD πρακτική λύση ασφαλείας για την προστασία των πληροφοριών εθνικής ασφάλειας.» Η πολυπλοκότητα του QKD υπονομεύει τον στόχο της NSA να παρέχει οικονομικά αποδοτική κβαντική ασφάλεια στον κυβερνοχώρο, όπως αναφέρεται στην ανακοίνωση του 2015. Η NSA και η NIST έχουν εγκρίνει το PQC ως την ανώτερη και οικονομικά αποδοτική κβαντικά ανθεκτική λύση και, τελικά, το PQC θα γίνει το πρότυπο για την κρυπτογράφηση δεδομένων τόσο στον δημόσιο όσο και στον ιδιωτικό τομέα.
Το χρονοδιάγραμμα για την προσπάθεια της NSA για μετάβαση στο PQC συντομεύτηκε σημαντικά όταν τον Ιανουάριο ο Πρόεδρος Μπάιντεν υπέγραψε Μνημόνιο Εθνικής Ασφάλειας (NSM-8) με θέμα «Βελτίωση της κυβερνοασφάλειας της Εθνικής Ασφάλειας, του Υπουργείου Άμυνας και των Κοινοτικών Συστημάτων Πληροφοριών». Η NSA δεν μπορεί πλέον να περιμένει μέχρι το 2024 έως ότου το NIST οριστικοποιήσει τα πρότυπα PQC και είναι πλέον επιφορτισμένη με τον έλεγχο της τρέχουσας υποδομής του NSS στον κυβερνοχώρο και την παροχή ενός σχεδίου μετάβασης PQC αμέσως. Αυτή η εντολή σηματοδότησε την αρχή του μεγαλύτερου ανοδικού κύκλου στην ιστορία της κυβερνοασφάλειας για το Υπουργείο Άμυνας.
*****
Το Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κορέας (KIST, Διευθυντής Seok-jin Yoon) ανακοίνωσε ότι η ερευνητική τους ομάδα, το Κέντρο Κβαντικών Πληροφοριών, με επικεφαλής τον διευθυντή Sang-Wook Han, πέτυχε μια πειραματική επίδειξη ενός πρακτικού δικτύου TF QKD. Αυτή είναι η δεύτερη πειραματική επίδειξη του δικτύου TF QKD στον κόσμο μετά το Πανεπιστήμιο του Τορόντο στον Καναδά.
Στη μελέτη τους που δημοσιεύτηκε στο npj Πληροφορίες κβαντικής, η ερευνητική ομάδα πρότεινε μια νέα δομή δικτύου TF QKD επεκτάσιμη σε ένα δίκτυο δύο προς πολλά (2:N) που βασίζεται σε πολυπλεξία πόλωσης, χρόνου και διαίρεσης μήκους κύματος. Σε αντίθεση με την πρώτη επίδειξη του Πανεπιστημίου του Τορόντο που βασίζεται σε μια δομή δικτύου δακτυλίου, η αρχιτεκτονική της ερευνητικής ομάδας βασίζεται σε ένα δίκτυο αστέρων. Το κβαντικό σήμα σε α δομή δακτυλίου πρέπει να περάσει από κάθε χρήστη που είναι συνδεδεμένος στο δαχτυλίδι, ωστόσο, η δομή του αστεριού περνά μόνο από το κέντρο, καθιστώντας δυνατή την εφαρμογή ενός πιο πρακτικού συστήματος QKD.
*****
Κβαντικά ψηφία Ξεκλειδώνουν περισσότερη υπολογιστική ισχύ με λιγότερα κβαντικά σωματίδια
Μια ομάδα με επικεφαλής τον Thomas Monz στο Τμήμα Πειραματικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Innsbruck, κατάφερε τώρα να αναπτύξει έναν κβαντικό υπολογιστή που μπορεί να εκτελεί αυθαίρετους υπολογισμούς με τα λεγόμενα κβαντικά ψηφία (qudits), ξεκλειδώνοντας έτσι περισσότερη υπολογιστική ισχύ με λιγότερα κβαντικά σωματίδια.
Αν και η αποθήκευση πληροφοριών σε μηδενικά και ένα δεν είναι ο πιο αποτελεσματικός τρόπος υπολογισμού, είναι ο απλούστερος τρόπος. Το απλό συχνά σημαίνει επίσης αξιόπιστο και ανθεκτικό σε σφάλματα και έτσι οι δυαδικές πληροφορίες έχουν γίνει το αδιαμφισβήτητο πρότυπο για τους κλασικούς υπολογιστές.
Στον κβαντικό κόσμο, η κατάσταση είναι αρκετά διαφορετική. Στον κβαντικό υπολογιστή του Innsbruck, για παράδειγμα, οι πληροφορίες αποθηκεύονται σε μεμονωμένα παγιδευμένα άτομα ασβεστίου. Κάθε ένα από αυτά τα άτομα έχει φυσικά οκτώ διαφορετικές καταστάσεις, από τις οποίες τυπικά μόνο δύο χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση πληροφοριών. Πράγματι, σχεδόν όλοι οι υπάρχοντες κβαντικοί υπολογιστές έχουν πρόσβαση σε περισσότερες κβαντικές καταστάσεις από αυτές που χρησιμοποιούν για υπολογισμούς. Πλήρης κυκλοφορία στο Science Daily.
*****
