By Sandra Helzel opublikowano 25 lip 2022
Publikacja Quantum News Briefs rozpoczyna się dzisiaj relacją z Senatu Stanów Zjednoczonych, w której senatorowie przedstawili projekt ustawy o bezpieczeństwie cybernetycznym, aby poprawić obronę rządu federalnego przed komputerami kwantowymi, a następnie podsumowanie szczegółowego artykułu omawiającego wysiłki NSA na rzecz przyszłości odpornej na kwant. Ogłoszenie Koreańskiego Instytutu Technologii o eksperymentalnej demonstracji sieci TF QKD – drugiej na świecie po Uniwersytecie w Toronto w Kanadzie i WIĘCEJ
Senatorowie przedstawiają ustawę o cyberbezpieczeństwie mającą na celu poprawę obrony rządu federalnego przed komputerami kwantowymi
Senatorowie 21 lipca przedstawili ustawę o cyberbezpieczeństwie, której celem jest poprawa obrony rządu federalnego przed naruszeniami danych możliwymi dzięki komputerom kwantowym. Ustawa Quantum Computing Cybersecurity Preparedness Act, współsponsorowana przez Sens. Roba Portmana (R-Ohio) i Maggie Hassan (DN.H .), wymagałoby od agencji federalnych posiadania najnowocześniejszych zabezpieczeń cybernetycznych, ponieważ komputery kwantowe stają się wysoce zaawansowane i powszechnie dostępne.
Ustawa Quantum Computing Cybersecurity Preparedness Act, współsponsorowana przez senatora Roba Portmana (R-Ohio) i Maggie Hassan (DN.H.), wymagałaby od agencji federalnych posiadania najbardziej aktualnych zabezpieczeń cybernetycznych, ponieważ komputery kwantowe stają się wysoce zaawansowane i powszechnie dostępne. Rachunek następuje dwie dyrektywy mający na celu rozwój technologii kwantowych, które prezydent Biden przedstawił w maju.
Ponadpartyjna ustawa wymagałaby od Biura Zarządzania i Budżetu (OMB) stworzenia wytycznych dla agencji federalnych w celu oceny krytycznych systemów rok po wydaniu przez Narodowy Instytut Standardów i Technologii (NIST) planowanych standardów kryptografii postkwantowej.
Ustawodawstwo nakazałoby również OMB przesyłanie Kongresowi corocznego raportu, który zawiera strategię radzenia sobie z ryzykiem związanym z kryptografią postkwantową, finansowaniem oraz analizę tego, w jaki sposób agencje federalne koordynują i migrują do standardów kryptografii postkwantowej.
*****
Jak NSA zmierza w kierunku przyszłości odpornej na kwant
NSA ogłosił plan przejścia systemów bezpieczeństwa narodowego (NSS) na nowy zestaw szyfrów odpornych na kwant w 2015 r. Chociaż komputery kwantowe wciąż znajdowały się w stanie embrionalnym, NSA wyjaśniła, że zagrożenie ze strony komputerów kwantowych było głównym czynnikiem branym pod uwagę przy podejmowaniu decyzji o wycofaniu poprzedniego zestawu szyfrów, zwanego Zestawem B, i przygotować się na erę postkwantową. ukończenia Narodowy interes napisał obszerny artykuł omawiający NSA i jej wysiłki w dziedzinie bezpieczeństwa kwantowego.
Ogłoszenie to po raz pierwszy publicznie przyznało, że komputery kwantowe stanowią poważne zagrożenie dla szyfrowania, a co ważniejsze, że nadszedł czas, aby działać. Należy również zauważyć, że NSA szuka opłacalnego rozwiązania. Bez wątpienia będzie to kluczowa przeszkoda dla organizacji z sektora rządowego i prywatnego podczas przechodzenia na kryptografię postkwantową (PQC). NSA zleciła National Institute of Standards Technology (NIST) zbadanie rozwiązań PQC i sfinalizowanie zestawu algorytmów odpornych na kwantowe zastosowania w NSS. Opłacalność tego podejścia będzie w dużej mierze zależała od zdolności każdej organizacji do wdrożenia nowych algorytmów przy minimalnym zakłóceniu istniejących systemów.
NSA ma stwierdził, że wdrożenie QKD w NSS wymagałoby znacznych zasobów i nie kwalifikuje się jako kompleksowe rozwiązanie bezpieczeństwa kwantowego. Według NSA, QKD „rozwiązuje tylko niektóre zagrożenia bezpieczeństwa i wymaga znacznych modyfikacji inżynieryjnych w systemach komunikacyjnych NSS. NSA nie uważa QKD za praktyczne rozwiązanie bezpieczeństwa do ochrony informacji dotyczących bezpieczeństwa narodowego”. Złożoność QKD podważa cel NSA, jakim jest zapewnienie opłacalnego cyberbezpieczeństwa kwantowego, jak stwierdzono w ogłoszeniu z 2015 roku. Zarówno NSA, jak i NIST uznały PQC za doskonałe i opłacalne rozwiązanie odporne na kwantowe ataki, a ostatecznie PQC stanie się standardem szyfrowania danych zarówno w sektorze rządowym, jak i prywatnym.
Harmonogram wysiłków NSA zmierzających do przejścia na PQC został znacznie skrócony, gdy w styczniu prezydent Biden podpisał Memorandum Bezpieczeństwa Narodowego (NSM-8) „Poprawa bezpieczeństwa cybernetycznego bezpieczeństwa narodowego, Departamentu Obrony i wspólnotowych systemów wywiadowczych”. NSA nie może już czekać do 2024 r., aż NIST sfinalizuje standardy PQC i teraz ma za zadanie przeprowadzić audyt obecnej infrastruktury cybernetycznej NSS i natychmiast dostarczyć plan przejścia na PQC. Mandat ten zapoczątkował największy cykl upcyklingu w historii cyberbezpieczeństwa dla Departamentu Obrony.
*****
Koreański Instytut Nauki i Technologii (KIST, dyrektor Seok-jin Yoon) ogłosił, że ich zespołowi badawczemu, Centrum Informacji Kwantowej, kierowanemu przez dyrektora Sang-Wooka Hana, udało się przeprowadzić eksperymentalną demonstrację praktycznej sieci TF QKD. To druga eksperymentalna demonstracja sieci TF QKD na świecie po Uniwersytecie w Toronto w Kanadzie.
W swoim opracowaniu opublikowanym w npj informacje kwantowe, zespół badawczy zaproponował nową strukturę sieci TF QKD, skalowalną do sieci dwa do wielu (2: N) w oparciu o multipleksowanie z podziałem polaryzacji, czasu i długości fali. W przeciwieństwie do pierwszej demonstracji Uniwersytetu w Toronto opartej na strukturze sieci pierścieniowej, architektura zespołu badawczego opiera się na sieci gwiaździstej. Sygnał kwantowy w struktura pierścienia musi przejść przez każdego użytkownika podłączonego do pierścienia, jednak struktura gwiazdy przechodzi tylko przez środek, co umożliwia wdrożenie bardziej praktycznego systemu QKD.
*****
Cyfry kwantowe odblokowują większą moc obliczeniową przy mniejszej liczbie cząstek kwantowych
Zespołowi kierowanemu przez Thomasa Monza z Wydziału Fizyki Doświadczalnej Uniwersytetu w Innsbrucku udało się opracować komputer kwantowy, który może wykonywać dowolne obliczenia z tzw. cyfry kwantowe (qudity), odblokowując w ten sposób większą moc obliczeniową przy mniejszej liczbie cząstek kwantowych.
Chociaż przechowywanie informacji w zerach i jedynkach nie jest najskuteczniejszym sposobem wykonywania obliczeń, jest to najprostszy sposób. Prostota często oznacza również niezawodność i odporność na błędy, dlatego informacja binarna stała się niekwestionowanym standardem dla klasycznych komputerów.
W świecie kwantowym sytuacja jest zupełnie inna. Na przykład w komputerze kwantowym w Innsbrucku informacje są przechowywane w pojedynczych uwięzionych atomach wapnia. Każdy z tych atomów naturalnie ma osiem różnych stanów, z których zazwyczaj tylko dwa służą do przechowywania informacji. Rzeczywiście, prawie wszystkie istniejące komputery kwantowe mają dostęp do większej liczby stanów kwantowych, niż wykorzystują do obliczeń. Pełne wydanie w Science Daily.
*****
