By Sandra Helzel opublikowano 12 sierpnia 2022
Quantum News Brief rozpoczyna się dziś blogiem RAND's Parker & Verneer, w którym proponują analizę crowdsourcingową ostatecznych kandydujących algorytmów PQC NIST z dużą nagrodą za pierwsze udane odszyfrowanie, a następnie nową metodę U z Chicago do obliczania kwantowych przejść fazowych. Następnie słyszymy od Halperna z Quantum Steampunk Laboratory, który mówi: „Wystarczająco dobry zegar kwantowy może być. . . Wystarczająco dobry. ."i więcej.
Naukowcy RAND proponują analizę crowdsourcingową ostatecznych algorytmów PQC NIST z dużą nagrodą za pierwsze udane odszyfrowanie
Jednym ze sposobów na zbudowanie zaufania do nowych metod szyfrowania postkwantowego – i pomoc w wyłapaniu wszelkich innych słabych punktów przed ich wdrożeniem – byłoby przeprowadzenie publicznego konkursu, aby zachęcić więcej osób do szukania słabych punktów w tych nowych algorytmach. Zostało to zaproponowane w a Blog prawniczy przez Edwarda Parkera, fizyka w RAND Corporation, którego badania koncentrują się na technologii kwantowej i cyberbezpieczeństwie, oraz dr Michaela JD Vermeera, fizyka w RAND Corporation, który jest technologiem badającym politykę naukową i technologiczną w sądownictwie karnym, bezpieczeństwie wewnętrznym, i obrony narodowej. Jednym ze sposobów na zbudowanie zaufania do nowych metod szyfrowania postkwantowego – i pomoc w wyłapaniu wszelkich innych słabych punktów przed ich wdrożeniem – byłoby przeprowadzenie publicznego konkursu, aby zachęcić więcej osób do szukania słabych punktów w tych nowych algorytmach. Quantum News Briefs podsumowuje obszerny artykuł poniżej; the oryginał, warto poświęcić czas na przeczytanie.
Parker i Rand proponują konkurs polegający na crowdsourcingu analizy ostatecznych kandydatów na algorytmy PQC NIST. Ogół społeczeństwa zostałby zaproszony do próby ich złamania. Jak setki firm które oferują publiczne nagrody za błędy, testy penetracyjne z wykorzystaniem crowdsourcingu mogą być bardzo przydatnym narzędziem do poprawy bezpieczeństwa cybernetycznego.
Oto jak mógłby wyglądać taki konkurs: NIST mógłby go wykorzystać ostatnio wybrany kandydatów na algorytmy PQC do zaszyfrowania niewrażliwego dokumentu, a następnie publicznego udostępnienia zaszyfrowanego tekstu (i algorytmów użytych do jego zaszyfrowania) wraz z dużą nagrodą za jego odszyfrowanie. Jeśli komukolwiek się to uda, NIST będzie wiedział, że musi udoskonalić swoje algorytmy przed opublikowaniem ostatecznego standardu.
Jedną z głównych zalet prestiżowego konkursu jest to, że umożliwiłby on zbadanie kandydujących algorytmów ze świeżej perspektywy. Proces standaryzacji NIST był dość przejrzysty. Ale PQC jest nadal ezoterycznym i wysoce technicznym tematem i stosunkowo niewiele osób dokładnie przestudiowało wybrane algorytmy NIST. Konkurs publiczny może przyciągnąć więcej kryptografów i innych osób o szerszym pochodzeniu,
Może wydawać się sprzeczne z intuicją bezpośrednie zachęcanie ludzi do łamania kryptografii, która ostatecznie zostanie wykorzystana przez organizacje rządowe i komercyjne. Biorąc pod uwagę niewiarygodnie wysoką stawkę przejścia na PQC, absolutnie krytyczne jest, aby NIST otrzymał wszelkie możliwe zapewnienia, że te algorytmy są bezpieczne. Jeśli okaże się, że nowe algorytmy PQC zawierają luki, takie jak niedawno odkryta, znacznie lepiej byłoby znaleźć te luki, zanim algorytmy zostaną szeroko rozpowszechnione.
*****
Naukowcy z UChicago opracowują metodę efektywnego obliczania kwantowych przejść fazowych
„Przemiana fazowa” jest procesem napędzającym wiele koncepcji i zjawisk meteorologicznych – od punktu rosy i wilgotności względnej do czegoś tak prostego, jak deszcz zamieniający się w śnieg wraz ze spadkiem temperatury. Kwantowe przejścia fazowe nie są obserwowalne w taki sam sposób, jak codzienne przejścia fazowe, takie jak lód w wodę w stanie ciekłym lub woda w stanie ciekłym w parę. Kwantowe przemiany fazowe mają miejsce, gdy niektóre materiały są schładzane do temperatury bliskiej zera absolutnego – teoretycznego punktu, w którym nie ma energii cieplnej, a atomy się nie poruszają, czyli około -459.67 stopni Fahrenheita.
Teraz University of Chicago stworzył metodę efektywnego obliczania kwantowych przejść fazowych. Matematyka stojąca za tymi przejściami jest trudna do opanowania nawet dla superkomputerów, ale nowe badanie przeprowadzone na Uniwersytecie w Chicago sugeruje nowy sposób pracy z tymi skomplikowanymi obliczeniami, który może ostatecznie doprowadzić do przełomu technologicznego. Zespół próbował użyć tej metody do modelowania kilku różnych rodzajów przejść fazowych i stwierdził, że jest ona tak samo dokładna jak tradycyjna metoda, która wymaga większej ilości danych.
„Jest to potencjalnie potężny sposób patrzenia na kwantowe przejścia fazowe, który może być używany zarówno z komputerami tradycyjnymi, jak i kwantowymi” – powiedział David Mazziotti, chemik teoretyczny z Wydziału Chemii i Instytutu Jamesa Francka na Uniwersytecie w Chicago i starszy autor badania.
On i inni naukowcy uważają, że jeśli uda nam się w pełni zrozumieć złożoną fizykę stojącą za kwantowymi przejściami fazowymi, możemy otworzyć drzwi do nowych technologii. Na przykład podobne odkrycia w przeszłości doprowadziły do powstania maszyn MRI i tranzystorów, dzięki którym powstały nowoczesne komputery i telefony.
*****
Chińska rakieta Lijian 1 przewoziła satelitę dystrybucji klucza kwantowego i inne ładunki podczas debiutanckiej misji
Chiński czterostopniowy Lijian 1 rakieta, określany również jako ZK-1A, wyniesiony z Jiuquan Satellite Launch Center o godzinie 12:12 EDT (0412 GMT; 12:12 czasu lokalnego) 27 lipca, wynosząc sześć satelitów na orbitę podczas swojego debiutanckiego lotu.
Według South China Morning Post jeden z satelitów o nazwie Jinan 1 przeprowadzi kluczowe eksperymenty z dystrybucją na niskiej orbicie okołoziemskiej po miesiącu testów. Chiny rozpoczęły pionierskie Kino kwantowego satelity naukowego w 2016 r., ale Jinan 1, o masie około jednej szóstej masy Mozi, stara się udowodnić tanią, zminiaturyzowaną technologię dystrybucji klucza kwantowego (QKD) za pomocą nowego testu.
W najbliższej przyszłości planowane są kolejne uruchomienia w celu obsługi komunikacji kwantowej dla ponad 100 użytkowników
Start obejmował również cztery inne małe statki kosmiczne, w tym test wykrywania sferycznej gęstości atmosfery satelita, parę satelitów do testowania mechanizmów montażu elektromagnetycznego na orbicie oraz satelitę Nanyue Science Satellite, który posłuży do popularyzacji nauki.
****
Halpern z Quantum Steampunk Laboratory mówi: „Wystarczająco dobry zegar kwantowy mógłby być. . . Wystarczająco dobry. ”.
Tak jak zegary rządzą nami, rządzą urządzeniami kwantowymi. Weźmy „komputery kwantowe”. Podstawową częścią wykonywania dowolnych obliczeń jest wykonywanie określonych zadań w określonym czasie. Zewnętrzne klasyczne systemy kontrolne odmierzają czas dla dzisiejszych komputerów kwantowych, ale system kontrolny, który mógłby działać całkowicie w dziedzinie kwantowej, otworzyłby nowe możliwości. Nicole Yunger Halpern z The Quantum-Steampunk Laboratory jest autorką intrygującego spojrzenia na zegary kwantowe. Quantum News Briefs podsumowuje; pełny tekst znajduje się tutaj w New Scientist.
Na szczęście nie potrzebujemy idealnego zegara kwantowego – wystarczająco dobry zegar kwantowy może być wystarczająco dobry. Tak jak narysowanie okrągłego kształtu na kartce papieru może przybliżyć okrąg, tak też zegar kwantowy może zbliżyć się do ideału. A trzem kolegom – Jonathanowi Oppenheimowi, Mischa Woodsowi i Ralphowi Silvie – udało się zaprojektować taki zegar kwantowy.
Ich zegar jest dość stabilny. Odczyt zegara kwantowego nie jest jak odczyt klasycznego. Akt użycia go do określenia czasu wywołałby sprzeczne z intuicją zjawisko kwantowe: zaburzenie pomiaru. Możesz obserwować codzienny zegar bez wpływu na to, która godzina jest wskazywana. Systemy kwantowe są bardziej delikatne niż systemy używane na co dzień. Jeśli mierzysz układ kwantowy – lub wchodzisz z nim w interakcję w inny sposób – zakłócasz go, zmieniając jego stan. Jeśli zmierzysz energię systemu, prawdopodobnie zmienisz jego energię.
Kontrola eksperymentów nad systemami kwantowymi szybko się rozwinęła w ciągu ostatnich trzech dekad i nie wykazuje oznak spowolnienia. Czy autonomiczne zegary umożliwią niezależne działanie komputerów kwantowych i innych maszyn? Niezależnie od tego, czy mierzy się na zegarze kwantowym, czy codziennym, czas pokaże.
*****
dr Sandra K. Helsel zajmuje się badaniami i raportami na temat technologii granicznych od 1990 roku. z Uniwersytetu Arizony.
