Quantum News Briefs, 25. julij: Senatorji so predstavili predlog zakona o kibernetski varnosti za izboljšanje zvezne vlade proti kvantnemu računalništvu; NSA se premika proti kvantno odporni prihodnosti, NSA se pomika k kvantno odporni prihodnosti, KIST ustvarja TF QKD za komercializacijo kvantne kriptografije & VEČ

Quantum News Briefs se danes začne s poročanjem iz ameriškega senata, kjer so senatorji predstavili zakon o kibernetski varnosti za izboljšanje obrambe zvezne vlade pred kvantnim računalništvom, ki mu sledi povzetek poglobljenega članka, ki razpravlja o prizadevanjih NSA za kvantno odporno prihodnost. Obvestilo Korejskega tehnološkega inštituta o njegovi  eksperimentalni predstavitvi omrežja TF QKD–drugega na svetu po Univerzi v Torontu v Kanadi in VEČ

Senatorji so predstavili zakon o kibernetski varnosti, namenjen izboljšanju obrambe zvezne vlade pred kvantnim računalništvom

Senatorji so 21. julija predstavili predlog zakona o kibernetski varnosti, katerega namen je izboljšati obrambo zvezne vlade pred kršitvami podatkov, ki jih omogoča kvantno računalništvo. Zakon o pripravljenosti na kibernetsko varnost kvantnega računalništva, ki sta ga sponzorirala Sens. Rob Portman (R-Ohio) in Maggie Hassan (D-N.H. .), bi od zveznih agencij zahtevala najsodobnejšo zaščito kibernetske varnosti, saj kvantni računalniki postajajo zelo napredni in široko dostopni.
Zakon o pripravljenosti na kibernetsko varnost kvantnega računalništva, ki ga sofinancirata sens. Rob Portman (R-Ohio) in Maggie Hassan (D-N.H.), bi od zveznih agencij zahteval najsodobnejšo zaščito kibernetske varnosti, saj kvantni računalniki postajajo zelo priljubljeni. napreden in široko dostopen. Račun sledi dve direktivi namenjen napredku kvantnih tehnologij, ki jih je predsednik Biden predstavil maja.
Dvostranski predlog zakona bi zahteval, da Urad za upravljanje in proračun (OMB) oblikuje smernice za zvezne agencije za ocenjevanje kritičnih sistemov eno leto po tem, ko Nacionalni inštitut za standarde in tehnologijo (NIST) izda svoje načrtovane postkvantne kriptografske standarde.
Zakonodaja bi tudi naročila OMB, naj pošlje letno poročilo kongresu, ki vključuje strategijo o tem, kako se spopasti s tveganjem postkvantne kriptografije, financiranje in analizo o tem, kako zvezne agencije usklajujejo in selijo na standarde postkvantne kriptografije.

*****

Kako se NSA premika proti kvantno odporni prihodnosti

NSA razglasitve načrt za prehod nacionalnih varnostnih sistemov (NSS) na novo kvantno odporno šifrirno zbirko leta 2015. Čeprav so bili kvantni računalniki še vedno v embrionalnem stanju, je NSA pojasnila, da je bila grožnja kvantnega računalništva glavni dejavnik pri odločitvi o umiku prejšnje šifrirne zbirke, imenovane Suite B, in pripravo na postkvantno dobo. Patrick Shore od Nacionalni interes je sestavil poglobljen članek o NSA in njenih prizadevanjih za kvantno varnost.
To obvestilo je bilo prvič, da je NSA javno priznala, da kvantno računalništvo resno ogroža šifriranje in, kar je še pomembneje, da je čas za ukrepanje. Pomembno je tudi omeniti, da NSA išče stroškovno učinkovito rešitev. To bo nedvomno ključna ovira za organizacije v vladnem in zasebnem sektorju med prehodom na postkvantno kriptografijo (PQC). NSA je prepustila Nacionalnemu inštitutu za standardno tehnologijo (NIST), da razišče rešitve PQC in dokonča nabor kvantno odpornih algoritmov za uporabo v NSS. Stroškovna učinkovitost tega pristopa bo v veliki meri odvisna od sposobnosti vsake organizacije, da uvede nove algoritme z minimalnimi motnjami v obstoječih sistemih.
NSA ima navedla da bi implementacija QKD na NSS zahtevala znatna sredstva in se ne bi štela za celovito kvantno varnostno rešitev. Po mnenju NSA QKD »naslavlja samo nekatere varnostne grožnje in zahteva znatne inženirske spremembe komunikacijskih sistemov NSS. NSA ne meni, da je QKD praktična varnostna rešitev za zaščito podatkov o nacionalni varnosti.« Kompleksnost QKD spodkopava cilj NSA, da zagotovi stroškovno učinkovito kvantno kibernetsko varnost, kot je navedeno v objavi iz leta 2015. NSA in NIST sta potrdila PQC kot vrhunsko in stroškovno učinkovito kvantno odporno rešitev in končno bo PQC postal standard za šifriranje podatkov v vladnem in zasebnem sektorju.
Časovnica za prizadevanja NSA za prehod na PQC se je znatno skrajšala, ko je januarja predsednik Biden podpisal Nacionalni varnostni memorandum (NSM-8) o »Izboljšanju kibernetske varnosti sistemov nacionalne varnosti, ministrstva za obrambo in obveščevalnih skupnosti«. NSA ne more več čakati do leta 2024, da NIST dokončno oblikuje standarde PQC, in je zdaj zadolžena za revizijo trenutne kibernetske infrastrukture NSS in takojšnjo zagotovitev načrta za prehod na PQC. Ta mandat je za Ministrstvo za obrambo označil začetek največjega cikla povečanja v zgodovini kibernetske varnosti.

*****

Korejski inštitut za znanost in tehnologijo (KIST, direktor Seok-jin Yoon) je objavil, da je njihovi raziskovalni skupini, Centru za kvantne informacije, ki jo vodi direktor Sang-Wook Han, uspela eksperimentalna predstavitev praktičnega omrežja TF QKD. To je druga eksperimentalna predstavitev omrežja TF QKD na svetu po Univerzi v Torontu v Kanadi.
V njihovi študiji, objavljeni v npj Kvantne informacije, je raziskovalna skupina predlagala novo omrežno strukturo TF QKD, ki je razširljiva na omrežje dva proti mnogo (2:N), ki temelji na polarizacijskem, časovnem in valovnodolžinskem multipleksiranju. Za razliko od prve predstavitve Univerze v Torontu, ki temelji na strukturi obročnega omrežja, arhitektura raziskovalne skupine temelji na zvezdastem omrežju. Kvantni signal v a obročna struktura mora iti skozi vsakega uporabnika, ki je povezan z obročem, vendar mora zvezdasta struktura iti samo skozi sredino, kar omogoča implementacijo bolj praktičnega sistema QKD.

*****

Kvantne številke odklenejo večjo računalniško moč z manj kvantnimi delci

Ekipi, ki jo vodi Thomas Monz na Oddelku za eksperimentalno fiziko na Univerzi v Innsbrucku, je zdaj uspelo razviti kvantni računalnik, ki lahko izvaja poljubne izračune s t.i. kvantne številke (qudits), s čimer se sprosti več računske moči z manj kvantnimi delci.
Čeprav shranjevanje informacij v ničle in enice ni najučinkovitejši način za izračune, je najpreprostejši način. Preprosto pogosto pomeni tudi zanesljivo in robustno na napake, zato so binarne informacije postale neizpodbiten standard za klasične računalnike.
V kvantnem svetu je situacija precej drugačna. V kvantnem računalniku v Innsbrucku so na primer informacije shranjene v posameznih ujetih kalcijevih atomih. Vsak od teh atomov ima naravno osem različnih stanj, od katerih se običajno le dve uporabljata za shranjevanje informacij. Dejansko imajo skoraj vsi obstoječi kvantni računalniki dostop do več kvantnih stanj, kot jih uporabljajo za računanje. Celotna objava na Science Daily.

*****