Nanoteknologi Sekarang - Siaran Pers: Pendekatan Peneliti Dapat Melindungi Komputer Kuantum Dari Serangan

Beranda > Tekan > Pendekatan para peneliti dapat melindungi komputer kuantum dari serangan

Kanad Basu (kiri) dan rekan-rekannya mengembangkan cara untuk melawan dampak serangan yang dirancang untuk mengganggu kemampuan kecerdasan buatan dalam mengambil keputusan atau menyelesaikan tugas di komputer kuantum. Timnya terdiri dari mahasiswa doktoral teknik komputer Sanjay Das, Navnil Choudhury (duduk) dan Shamik Kundu (kanan).

KREDIT
Universitas Texas di Dallas

Abstrak:
Komputer kuantum, yang dapat memecahkan beberapa masalah kompleks secara eksponensial lebih cepat dibandingkan komputer klasik, diharapkan dapat meningkatkan aplikasi kecerdasan buatan (AI) yang diterapkan pada perangkat seperti kendaraan otonom; namun, seperti pendahulunya, komputer kuantum rentan terhadap serangan musuh.

Pendekatan para peneliti dapat melindungi komputer kuantum dari serangan

Dallas, Texas | Diposting pada 8 Maret 2024

Sebuah tim peneliti dari Universitas Texas di Dallas dan kolaborator industri telah mengembangkan pendekatan untuk memberikan komputer kuantum lapisan perlindungan ekstra terhadap serangan semacam itu. Solusi mereka, Quantum Noise Injection for Adversarial Defense (QNAD), menangkal dampak serangan yang dirancang untuk mengganggu inferensi — kemampuan AI untuk membuat keputusan atau menyelesaikan tugas. Tim akan mempresentasikan penelitian yang mendemonstrasikan metode ini pada IEEE International Symposium on Hardware Oriented Security and Trust pada 6-9 Mei di Washington, DC

“Serangan permusuhan yang dirancang untuk mengganggu inferensi AI berpotensi menimbulkan konsekuensi serius,” kata Dr. Kanad Basu, asisten profesor teknik elektro dan komputer di Sekolah Teknik dan Ilmu Komputer Erik Jonsson. “Serangan dapat diibaratkan seperti seseorang yang menempelkan stiker pada rambu berhenti: Kendaraan otonom mungkin tidak mengenali rambu berhenti dengan benar, menafsirkannya sebagai rambu untuk mengurangi kecepatan dan karenanya, gagal untuk berhenti. Tujuan kami dengan pendekatan ini adalah membuat aplikasi komputer kuantum lebih aman.”

Komputasi kuantum adalah teknologi yang berkembang pesat yang menggunakan mekanika kuantum – studi tentang bagaimana partikel berperilaku pada tingkat subatom – untuk memecahkan masalah komputasi yang kompleks.

Seperti bit pada komputer tradisional, qubit mewakili unit dasar informasi dalam komputer kuantum. Bit pada komputer klasik mewakili 1 atau 0. Namun, qubit memanfaatkan prinsip superposisi, yang berarti keduanya dapat berada dalam keadaan 0 dan 1 secara bersamaan; oleh karena itu, qubit dapat mewakili dua keadaan, sehingga menghasilkan kemampuan percepatan yang dramatis dibandingkan dengan komputer tradisional. Misalnya, karena kekuatan komputasinya, komputer kuantum berpotensi merusak sistem enkripsi yang sangat aman.

Salah satu tantangan komputer kuantum adalah kerentanannya terhadap “kebisingan” atau gangguan yang disebabkan oleh berbagai faktor, termasuk fluktuasi suhu, medan magnet, atau ketidaksempurnaan komponen perangkat keras. Komputer kuantum juga rentan terhadap “crosstalk”, atau interaksi yang tidak diinginkan antar qubit. Kebisingan dan crosstalk dapat mengakibatkan kesalahan komputasi.

Pendekatan para peneliti memanfaatkan gangguan kuantum intrinsik dan crosstalk untuk melawan serangan musuh. Metode ini memperkenalkan crosstalk ke dalam jaringan saraf kuantum (QNN), suatu bentuk pembelajaran mesin di mana kumpulan data besar melatih komputer untuk melakukan tugas, termasuk mendeteksi objek seperti tanda berhenti atau tanggung jawab visi komputer lainnya.

“Perilaku berisik pada komputer kuantum sebenarnya mengurangi dampak serangan,” kata Basu, penulis senior studi tersebut. “Kami percaya ini adalah pendekatan pertama yang dapat melengkapi pertahanan lain terhadap serangan musuh.”

Para peneliti menunjukkan bahwa, selama serangan, aplikasi AI 268% lebih akurat dengan QNAD dibandingkan tanpa QNAD.

Shamik Kundu, seorang mahasiswa doktoral teknik komputer dan rekan penulis pertama, mengatakan pendekatan ini dirancang untuk melengkapi teknik lain untuk melindungi keamanan komputer kuantum. Kundu menyamakan manfaat kerangka ini dengan manfaat sabuk pengaman di mobil.

“Jika terjadi kecelakaan, jika kita tidak memakai sabuk pengaman, dampak kecelakaannya jauh lebih besar,” kata Kundu. “Sebaliknya, jika kita memakai sabuk pengaman, meski terjadi kecelakaan, dampak tabrakannya akan berkurang. Kerangka kerja QNAD berfungsi seperti sabuk pengaman, mengurangi dampak serangan musuh, yang melambangkan kecelakaan, untuk model QNN.”

Penulis studi lainnya termasuk mahasiswa doktoral teknik komputer Navnil Choudhury, yang juga merupakan penulis pertama, dan Sanjay Das. Turut berkolaborasi adalah Dr. Arnab Raha, ilmuwan peneliti senior di Intel Corp.

Penelitian ini didanai oleh National Science Foundation.

####

Untuk informasi lebih lanjut, silakan klik di sini

Kontak:
Kim Horner
Universitas Texas di Dallas
Kantor: 972-883-4463

Hak Cipta © Universitas Texas di Dallas

Jika Anda punya komentar, silakan Kontak kita.

Penerbit rilis berita, bukan 7th Wave, Inc. atau Nanotechnology Now, semata-mata bertanggung jawab atas keakuratan konten.

Bookmark: