量子コンピューティング: 無知が求められるとき

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フォトニック量子コンピューターを使用した準同型暗号化量子計算の芸術的イメージ。（©Equinox Graphics、UniversitätWien）

要約：
量子コンピューターは、特定の重要なタスクで従来のマシンよりも優れているだけでなく、データ処理のプライバシーを維持することも約束します。クラウドコンピューティングとクラウドネットワークを利用する可能性があるため、計算の安全な委任はますます重要な問題になっています。特に興味深いのは、無条件のセキュリティを可能にする量子技術を活用する機能です。つまり、潜在的な敵の計算能力についての仮定を行う必要はありません。

量子コンピューティング：無知が必要な場合

オーストリア、ウィーン| 19年2021月XNUMX日に投稿

さまざまな量子プロトコルが提案されており、それらはすべて、計算パフォーマンス、セキュリティ、およびリソースの間でトレードオフを行います。たとえば、従来のプロトコルは、些細な計算に制限されているか、セキュリティが制限されています。対照的に、準同型量子暗号化は、安全な委任計算のための最も有望なスキームのXNUMXつです。ここでは、クライアントのデータは、サーバーが復号化できない場合でもサーバーが処理できるように暗号化されています。さらに、他のプロトコルとは対照的に、クライアントとサーバーは計算中に通信する必要がないため、プロトコルのパフォーマンスと実用性が劇的に向上します。

ウィーン大学のPhilipWalther教授が率いる国際的なコラボレーションでは、オーストリア、シンガポール、イタリアの科学者が協力して、新しい量子計算プロトコルを実装しました。クライアントは、入力データを暗号化して、コンピューターが何も学習できないようにすることができます。それらは、まだ計算を実行できます。計算後、クライアントは出力データを再度復号化して、計算結果を読み取ることができます。実験的なデモンストレーションでは、チームは個々の光子で構成される量子光を使用して、このいわゆる準同型量子暗号化を量子ウォークプロセスに実装しました。量子ウォークは、古典的なコンピューターでは難しいのに対し、単一光子では実行可能であるため、量子計算の興味深い特殊目的の例です。

ミラノ工科大学で構築された統合フォトニックプラットフォームと、シンガポール工科大学で開発された新しい理論的提案を組み合わせることにより、ウィーン大学の科学者は暗号化されたデータのセキュリティを実証し、複雑さを増す動作を調査しました計算の。

チームは、暗号化されたデータのセキュリティが、量子ウォーク計算の次元が大きくなるほど向上することを示すことができました。さらに、最近の理論的研究は、さまざまなフォトニック自由度を利用する将来の実験もデータセキュリティの向上に寄与することを示しています。将来、さらなる最適化が期待できます。「私たちの結果は、データを運ぶ光子の数を増やすと、セキュリティのレベルがさらに向上することを示しています」とフィリップ・ヴァルターは言い、「これはエキサイティングであり、将来的に安全な量子コンピューティングのさらなる発展を期待しています」と結論付けています。

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コンタクト：
大学-教授Dipl.-Ing。フィリップ・ヴァルター博士
43-664-602-777-2560

@ユニビエナ

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