Quantum News Briefs 25. juli: Senatorer introduserer Cybersecurity Bill for å forbedre den føderale regjeringen mot Quantum Computing; NSA beveger seg mot kvanteresilient fremtid, NSA beveger seg mot en kvanteresilient fremtid, KIST oppretter TF QKD for for kvantekrypteringskommersialisering og MER

Quantum News Briefs åpner i dag med dekning fra det amerikanske senatet der senatorer har innført et lovforslag om nettsikkerhet for å forbedre den føderale regjeringens forsvar mot kvantedatabehandling etterfulgt av et sammendrag av en dybdeartikkel som diskuterer NSAs innsats mot en kvantemotstandsdyktig fremtid. En kunngjøring fra Korean Institute of Technology om deres eksperimentelle demonstrasjon av TF QKD-nettverket – det andre i verden etter University of Toronto i Canada og MER

Senatorer introduserer cybersikkerhetslov som tar sikte på å forbedre den føderale regjeringens forsvar mot kvantedatabehandling

Senatorer introduserte 21. juli et lovforslag om nettsikkerhet med sikte på å forbedre den føderale regjeringens forsvar mot datainnbrudd aktivert av kvantedatabehandling. The Quantum Computing Cybersecurity Preparedness Act, co-sponset av Sens. Rob Portman (R-Ohio) og Maggie Hassan (D-N). .), vil kreve at føderale byråer har den mest oppdaterte cybersikkerhetsbeskyttelsen ettersom kvantedatamaskiner blir svært avanserte og allment tilgjengelige.
Quantum Computing Cybersecurity Preparedness Act, co-sponset av Sens. Rob Portman (R-Ohio) og Maggie Hassan (D-N.H.), vil kreve at føderale byråer har den mest oppdaterte cybersikkerhetsbeskyttelsen ettersom kvantedatamaskiner blir svært høye. avansert og allment tilgjengelig. Regningen følger to direktiver sikte på å fremme kvanteteknologier som president Biden avduket i mai.
Den todelte lovforslaget ville kreve at Office of Management and Budget (OMB) oppretter veiledning for føderale byråer for å vurdere kritiske systemer et år etter at National Institute of Standards and Technology (NIST) utsteder sine planlagte post-kvantekrypteringsstandarder.
Lovgivningen vil også pålegge OMB å sende en årlig rapport til kongressen som inkluderer en strategi for hvordan man kan takle post-kvantekryptografirisiko, finansiering og en analyse av hvordan føderale byråer koordinerer og migrerer til postkvantekryptografistandarder.

*****

Hvordan NSA beveger seg mot en kvanteresilient fremtid

NSA annonsert en plan for å overføre nasjonale sikkerhetssystemer (NSS) til en ny kvantemotstandsdyktig chifferpakke i 2015. Selv om kvantedatamaskiner fortsatt var i sin embryonale tilstand, forklarte NSA at trusselen fra kvantedatabehandling var hovedhensynet i beslutningen om å trekke tilbake forrige chiffersuite, kalt Suite B, og forberede deg på post-kvantetiden. Patrick Shore av Nasjonal interesse har laget en dybdeartikkel som diskuterer NSA og dens innsats innen kvantesikkerhet.
Denne kunngjøringen var første gang NSA offentlig anerkjente at kvantedatabehandling utgjorde en alvorlig trussel mot kryptering og, enda viktigere, at det var på tide å handle. Det er også viktig å merke seg at NSA søker en kostnadseffektiv løsning. Dette vil utvilsomt være et sentralt hinder for organisasjoner på tvers av regjeringen og privat sektor under overgangen til Post-Quantum Cryptography (PQC). NSA har henvist til National Institute of Standards Technology (NIST) for å forske på PQC-løsninger og ferdigstille et sett med kvantefjærende algoritmer for bruk i NSS. Kostnadseffektiviteten til denne tilnærmingen vil i stor grad avhenge av hver organisasjons evne til å implementere de nye algoritmene med minimal forstyrrelse av eksisterende systemer.
Det har NSA uttalte at implementering av QKD på NSS ville kreve betydelige ressurser, og det kvalifiserte ikke som en omfattende kvantesikkerhetsløsning. I følge NSA adresserer QKD «bare noen sikkerhetstrusler, og det krever betydelige tekniske modifikasjoner av NSS-kommunikasjonssystemer. NSA anser ikke QKD som en praktisk sikkerhetsløsning for å beskytte nasjonal sikkerhetsinformasjon.» Kompleksiteten til QKD undergraver NSAs mål om å tilby kostnadseffektiv kvante-cybersikkerhet som angitt i 2015-kunngjøringen. NSA og NIST har begge godkjent PQC som den overlegne og kostnadseffektive kvantemotstandsdyktige løsningen, og til slutt vil PQC bli standarden for datakryptering i både offentlig og privat sektor.
Tidslinjen for NSAs innsats for å gå over til PQC ble betydelig forkortet da president Biden i januar signerte en National Security Memorandum (NSM-8) om "Forbedring av cybersikkerheten for nasjonal sikkerhet, forsvarsdepartementet og etterretningssamfunnssystemer." NSA kan ikke lenger vente til 2024 på at NIST skal ferdigstille PQC-standarder og har nå i oppgave å revidere den nåværende NSS-cyberinfrastrukturen og gi en PQC-overgangsplan umiddelbart. Dette mandatet markerte begynnelsen på den største oppgangen i cybersikkerhetshistorien for DoD.

*****

Korea Institute of Science and Technology (KIST, direktør Seok-jin Yoon) kunngjorde at deres forskningsteam, Center for Quantum Information, ledet av direktør Sang-Wook Han, lyktes i en eksperimentell demonstrasjon av et praktisk TF QKD-nettverk. Dette er den andre eksperimentelle demonstrasjonen av TF QKD-nettverket i verden etter University of Toronto i Canada.
I deres studie publisert i npj Kvanteinformasjon, foreslo forskerteamet en ny TF QKD-nettverksstruktur som kan skaleres til et to-til-mange (2:N) nettverk basert på polarisasjons-, tids- og bølgelengdedelingsmultipleksing. I motsetning til den første demonstrasjonen av University of Toronto basert på en ringnettverksstruktur, er forskerteamets arkitektur basert på et stjernenettverk. Kvantesignalet i a ringstruktur må passere gjennom hver bruker som er koblet til ringen, men stjernestrukturen får den bare gjennom midten, noe som gjør det mulig å implementere et mer praktisk QKD-system.

*****

Quantum Digits  Lås opp mer beregningskraft med færre kvantepartikler

Et team ledet av Thomas Monz ved Institutt for eksperimentell fysikk ved Universitetet i Innsbruck, lyktes nå med å utvikle en kvantedatamaskin som kan utføre vilkårlige beregninger med s.k. kvantesiffer (qudits), og låser dermed opp mer beregningskraft med færre kvantepartikler.
Selv om lagring av informasjon i nuller og enere ikke er den mest effektive måten å gjøre beregninger på, er det den enkleste måten. Enkelt betyr ofte også pålitelig og robust overfor feil, og derfor har binær informasjon blitt den uimotsagte standarden for klassiske datamaskiner.
I kvanteverdenen er situasjonen en ganske annen. I Innsbruck kvantedatamaskin, for eksempel, lagres informasjon i individuelle fangede kalsiumatomer. Hvert av disse atomene har naturlig åtte forskjellige tilstander, hvorav vanligvis bare to brukes til å lagre informasjon. Faktisk har nesten alle eksisterende kvantedatamaskiner tilgang til flere kvantetilstander enn de bruker til beregning. Fullstendig utgivelse på Science Daily.

*****