By Sandra Helsel đăng ngày 25 tháng 2022 năm XNUMX
Quantum News Briefs mở ra hôm nay với thông tin từ Thượng viện Hoa Kỳ, nơi các thượng nghị sĩ đã đưa ra dự luật an ninh mạng để cải thiện khả năng phòng thủ của chính phủ Liên bang trước điện toán lượng tử, sau đó là tóm tắt một bài báo chuyên sâu thảo luận về những nỗ lực của NSA hướng tới một tương lai kiên cường lượng tử. Thông báo từ Viện Công nghệ Hàn Quốc về việc trình diễn thử nghiệm mạng TF QKD – mạng thứ hai trên thế giới sau Đại học Toronto ở Canada và THÊM
Các thượng nghị sĩ giới thiệu Dự luật an ninh mạng nhằm cải thiện khả năng phòng thủ của chính phủ liên bang chống lại máy tính lượng tử
Các thượng nghị sĩ vào ngày 21 tháng XNUMX đã giới thiệu một dự luật an ninh mạng nhằm cải thiện khả năng phòng thủ của chính phủ liên bang chống lại các vi phạm dữ liệu do điện toán lượng tử kích hoạt. Đạo luật chuẩn bị cho an ninh mạng điện toán lượng tử, được đồng tài trợ bởi Thượng nghị sĩ Rob Portman (R-Ohio) và Maggie Hassan (DN.H) .), sẽ yêu cầu các cơ quan liên bang phải có các biện pháp bảo vệ an ninh mạng cập nhật nhất khi máy tính lượng tử trở nên tiên tiến và phổ biến rộng rãi.
Đạo luật chuẩn bị sẵn sàng cho an ninh mạng điện toán lượng tử, được đồng tài trợ bởi Sens. Rob Portman (R-Ohio) và Maggie Hassan (DN.H.), sẽ yêu cầu các cơ quan liên bang phải có các biện pháp bảo vệ an ninh mạng cập nhật nhất khi máy tính lượng tử trở nên phổ biến. tiên tiến và phổ biến rộng rãi. Hóa đơn sau hai chỉ thị nhằm thúc đẩy các công nghệ lượng tử mà Tổng thống Biden đã tiết lộ vào tháng Năm.
Dự luật lưỡng đảng sẽ yêu cầu Văn phòng Quản lý và Ngân sách (OMB) tạo hướng dẫn cho các cơ quan liên bang đánh giá các hệ thống quan trọng một năm sau khi Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) ban hành các tiêu chuẩn về mật mã sau lượng tử theo kế hoạch.
Luật cũng sẽ chỉ đạo OMB gửi báo cáo hàng năm tới Quốc hội bao gồm chiến lược về cách giải quyết rủi ro tiền mã hóa sau lượng tử, tài trợ và phân tích về cách các cơ quan liên bang phối hợp và chuyển sang các tiêu chuẩn tiền mã hóa sau lượng tử.
*****
NSA đang tiến tới một tương lai đàn hồi lượng tử như thế nào
NSA công bố kế hoạch chuyển đổi hệ thống an ninh quốc gia (NSS) sang bộ mật mã đàn hồi lượng tử mới vào năm 2015. Mặc dù máy tính lượng tử vẫn ở trạng thái phôi thai, NSA giải thích rằng mối đe dọa của điện toán lượng tử là yếu tố chính được cân nhắc trong quyết định rút lại bộ mật mã trước đó, được gọi là Bộ B, và chuẩn bị cho kỷ nguyên hậu lượng tử. của Lợi ích quốc gia đã viết một bài báo chuyên sâu thảo luận về NSA và những nỗ lực của nó trong an ninh lượng tử.
Thông báo này là lần đầu tiên NSA công khai thừa nhận rằng điện toán lượng tử gây ra mối đe dọa nghiêm trọng đối với mã hóa và quan trọng hơn là đã đến lúc phải hành động. Cũng cần lưu ý rằng NSA tìm kiếm một giải pháp hiệu quả về chi phí. Đây chắc chắn sẽ là một trở ngại chính đối với các tổ chức thuộc chính phủ và khu vực tư nhân trong quá trình chuyển đổi sang Mật mã sau lượng tử (PQC). NSA đã giao cho Viện Công nghệ Tiêu chuẩn Quốc gia (NIST) nghiên cứu các giải pháp PQC và hoàn thiện một bộ thuật toán đàn hồi lượng tử để sử dụng trong NSS. Hiệu quả chi phí của phương pháp này sẽ phụ thuộc phần lớn vào khả năng của mỗi tổ chức trong việc triển khai các thuật toán mới với sự gián đoạn tối thiểu đối với các hệ thống hiện có.
NSA đã quy định rằng việc triển khai QKD trên NSS sẽ yêu cầu nguồn lực đáng kể và nó không đủ điều kiện là giải pháp bảo mật lượng tử toàn diện. Theo NSA, QKD “chỉ giải quyết một số mối đe dọa bảo mật và nó yêu cầu sửa đổi kỹ thuật quan trọng đối với các hệ thống liên lạc của NSS. NSA không coi QKD là một giải pháp bảo mật thiết thực để bảo vệ thông tin an ninh quốc gia.” Sự phức tạp của QKD làm suy yếu mục tiêu của NSA trong việc cung cấp an ninh mạng lượng tử hiệu quả về chi phí như đã nêu trong thông báo năm 2015. NSA và NIST đều đã xác nhận PQC là giải pháp đàn hồi lượng tử vượt trội và hiệu quả về chi phí và cuối cùng, PQC sẽ trở thành tiêu chuẩn mã hóa dữ liệu trong cả khu vực chính phủ và tư nhân.
Dòng thời gian cho nỗ lực chuyển đổi sang PQC của NSA đã được rút ngắn đáng kể khi vào tháng XNUMX, Tổng thống Biden đã ký một thỏa thuận. Bản ghi nhớ An ninh Quốc gia (NSM-8) về “Cải thiện An ninh mạng của An ninh Quốc gia, Bộ Quốc phòng và Hệ thống Cộng đồng Tình báo.” NSA không thể đợi đến năm 2024 để NIST hoàn thiện các tiêu chuẩn PQC và hiện được giao nhiệm vụ kiểm tra cơ sở hạ tầng mạng NSS hiện tại và cung cấp kế hoạch chuyển đổi PQC ngay lập tức. Nhiệm vụ này đánh dấu sự khởi đầu của chu trình nâng cấp lớn nhất trong lịch sử an ninh mạng đối với DoD.
*****
Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc (KIST, Giám đốc Seok-jin Yoon) thông báo rằng nhóm nghiên cứu của họ, Trung tâm Thông tin lượng tử, do giám đốc Sang-Wook Han đứng đầu, đã thành công trong việc trình diễn thử nghiệm mạng TF QKD thực tế. Đây là cuộc trình diễn thử nghiệm thứ hai của mạng TF QKD trên thế giới sau Đại học Toronto ở Canada.
Trong nghiên cứu của họ được xuất bản trong thông tin lượng tử npj, nhóm nghiên cứu đã đề xuất một cấu trúc mạng TF QKD mới có thể mở rộng thành mạng hai đối nhiều (2:N) dựa trên ghép kênh phân cực, thời gian và phân chia bước sóng. Không giống như cuộc trình diễn đầu tiên của Đại học Toronto dựa trên cấu trúc mạng vòng, kiến trúc của nhóm nghiên cứu dựa trên mạng hình sao. Tín hiệu lượng tử trong một cấu trúc vòng phải đi qua mọi người dùng được kết nối với vòng, tuy nhiên, cấu trúc sao chỉ có nó đi qua trung tâm, giúp triển khai hệ thống QKD thực tế hơn.
*****
Chữ số lượng tử Mở ra nhiều sức mạnh tính toán hơn với ít hạt lượng tử hơn
Một nhóm do Thomas Monz dẫn đầu tại Khoa Vật lý Thực nghiệm tại Đại học Innsbruck, hiện đã thành công trong việc phát triển một máy tính lượng tử có thể thực hiện các phép tính tùy ý với cái gọi là chữ số lượng tử (qudits), do đó mở khóa nhiều sức mạnh tính toán hơn với ít hạt lượng tử hơn.
Mặc dù lưu trữ thông tin bằng số không và số không không phải là cách tính toán hiệu quả nhất, nhưng đó là cách đơn giản nhất. Đơn giản thường cũng có nghĩa là đáng tin cậy và mạnh mẽ đối với các lỗi và do đó thông tin nhị phân đã trở thành tiêu chuẩn không thể thách thức cho các máy tính cổ điển.
Trong thế giới lượng tử, tình hình hoàn toàn khác. Ví dụ, trong máy tính lượng tử Innsbruck, thông tin được lưu trữ trong các nguyên tử Canxi bị mắc kẹt riêng lẻ. Mỗi nguyên tử này tự nhiên có tám trạng thái khác nhau, trong đó thường chỉ có hai trạng thái được sử dụng để lưu trữ thông tin. Thật vậy, hầu như tất cả các máy tính lượng tử hiện có đều có quyền truy cập vào nhiều trạng thái lượng tử hơn là chúng sử dụng để tính toán. Toàn bộ phát hành trên Science Daily.
*****
