Home > Media > De aanpak van onderzoekers kan kwantumcomputers beschermen tegen aanvallen

Dr. Kanad Basu (links) en zijn collega's ontwikkelden een manier om de impact tegen te gaan van aanvallen die bedoeld zijn om het vermogen van kunstmatige intelligentie om beslissingen te nemen of taken op te lossen in kwantumcomputers te verstoren. Zijn team bestaat uit promovendi computertechniek Sanjay Das, Navnil Choudhury (zittend) en Shamik Kundu (rechts). CREDIT De Universiteit van Texas in Dallas

Abstract:
Van kwantumcomputers, die verschillende complexe problemen exponentieel sneller kunnen oplossen dan klassieke computers, wordt verwacht dat ze de toepassingen van kunstmatige intelligentie (AI) zullen verbeteren die worden ingezet in apparaten zoals autonome voertuigen; Net als hun voorgangers zijn kwantumcomputers echter kwetsbaar voor vijandige aanvallen.

De aanpak van onderzoekers kan kwantumcomputers beschermen tegen aanvallen

Dallas, Texas | Geplaatst op 8 maart 2024

Een team van onderzoekers van de Universiteit van Texas in Dallas en een medewerker uit de industrie hebben een aanpak ontwikkeld om kwantumcomputers een extra beschermingslaag tegen dergelijke aanvallen te geven. Hun oplossing, Quantum Noise Injection for Adversarial Defense (QNAD), gaat de impact tegen van aanvallen die zijn ontworpen om gevolgtrekkingen te verstoren: het vermogen van AI om beslissingen te nemen of taken op te lossen. Het team zal onderzoek presenteren dat de methode demonstreert op het IEEE International Symposium on Hardware Oriented Security and Trust op 6 en 9 mei in Washington, DC

“Aanvallen die zijn ontworpen om AI-gevolgtrekkingen te verstoren, kunnen ernstige gevolgen hebben”, zegt dr. Kanad Basu, assistent-professor elektrische en computertechniek aan de Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science. “Een aanval kan worden vergeleken met iemand die een sticker op een stopbord plakt: een autonoom voertuig herkent het stopbord mogelijk niet goed, interpreteert het als een bord met verminderde snelheid en stopt daarom niet. Ons doel met deze aanpak is om kwantumcomputertoepassingen veiliger te maken.”

Kwantumcomputing is een snel opkomende technologie die gebruik maakt van kwantummechanica – de studie van hoe deeltjes zich op subatomair niveau gedragen – om complexe computerproblemen op te lossen.

Net als bits in traditionele computers vertegenwoordigen qubits de fundamentele informatie-eenheid in kwantumcomputers. Bits in klassieke computers vertegenwoordigen 1 of 0. Qubits profiteren echter van het principe van superpositie, wat betekent dat ze tegelijkertijd in een toestand van 0 en 1 kunnen verkeren; Daarom kunnen qubits twee toestanden vertegenwoordigen, wat resulteert in dramatische versnellingsmogelijkheden vergeleken met traditionele computers. Vanwege hun rekenkracht hebben kwantumcomputers bijvoorbeeld het potentieel om zeer veilige encryptiesystemen te doorbreken.

Een van de uitdagingen van kwantumcomputers is hun gevoeligheid voor ‘ruis’ of interferentie, als gevolg van factoren zoals temperatuurschommelingen, magnetische velden of onvolkomenheden in hardwarecomponenten. Kwantumcomputers zijn ook gevoelig voor ‘overspraak’, oftewel onbedoelde interacties tussen qubits. Ruis en overspraak kunnen tot rekenfouten leiden.

De aanpak van de onderzoekers maakt gebruik van intrinsieke kwantumruis en overspraak om vijandige aanvallen tegen te gaan. De methode introduceert overspraak in het kwantumneurale netwerk (QNN), een vorm van machine learning waarbij grote datasets computers trainen om taken uit te voeren, waaronder het detecteren van objecten zoals stopborden of andere verantwoordelijkheden voor computervisie.

“Het luidruchtige gedrag van kwantumcomputers vermindert feitelijk de impact van aanvallen”, zegt Basu, senior auteur van het onderzoek. “Wij geloven dat dit een unieke aanpak is die andere verdedigingsmechanismen tegen vijandige aanvallen kan aanvullen.”

De onderzoekers toonden aan dat een AI-toepassing tijdens een aanval 268% nauwkeuriger was met QNAD dan zonder.

Shamik Kundu, een doctoraatsstudent computertechniek en eerste co-auteur, zei dat de aanpak is ontworpen als aanvulling op andere technieken om de beveiliging van kwantumcomputers te beschermen. Kundu vergeleek het voordeel van het raamwerk met dat van veiligheidsgordels in auto's.

“Als we bij een ongeval de veiligheidsgordel niet dragen, is de impact van het ongeval veel groter”, aldus Kundu. “Aan de andere kant, als we de veiligheidsgordel dragen, zelfs als er een ongeval plaatsvindt, wordt de impact van de crash verminderd. Het QNAD-framework werkt als een veiligheidsgordel, waardoor de impact van vijandige aanvallen, die het ongeval symboliseren, voor een QNN-model wordt verminderd.”

Andere auteurs van het onderzoek zijn onder meer promovendi computertechniek Navnil Choudhury, die ook eerste auteur is, en Sanjay Das. Ook Dr. Arnab Raha, een senior onderzoeker bij Intel Corp., werkte mee.

Het onderzoek is gefinancierd door de National Science Foundation.

####

Voor meer informatie, klik hier

Kontakte:
Kim Hoorner
Universiteit van Texas in Dallas
Office: 972-883-4463

Auteursrecht © Universiteit van Texas in Dallas

Als u een opmerking heeft, alstublieft Neem contact op met ons op.

Uitgevers van nieuwsberichten, niet 7th Wave, Inc. of Nanotechnology Now, zijn zelf verantwoordelijk voor de juistheid van de inhoud.

Bladwijzer:

Nieuws en informatie

Onderzoekers ontwikkelen kunstmatige bouwstenen van het leven Maart 8th, 2024

Hoe oppervlakteruwheid de hechting van zachte materialen beïnvloedt: onderzoeksteam ontdekt universeel mechanisme dat leidt tot adhesiehysterese in zachte materialen Maart 8th, 2024

Tweedimensionale bimetaal-seleniumhoudende metaal-organische raamwerken en hun gecalcineerde derivaten als elektrokatalysatoren voor de algehele watersplitsing Maart 8th, 2024

Curcumine-nano-emulsie wordt getest voor de behandeling van darmontstekingen: een door Braziliaanse onderzoekers ontwikkelde formulering bleek effectief in tests met muizen Maart 8th, 2024

Kwantumfysica

Optisch gevangen kwantumdruppeltjes van licht kunnen zich binden en macroscopische complexen vormen Maart 8th, 2024

Licht en elektronen overbruggen Januari 12th, 2024

‘Plotselinge dood’ van kwantumfluctuaties tart huidige theorieën over supergeleiding: studie daagt de conventionele wijsheid van supergeleidende kwantumovergangen uit Januari 12th, 2024

Natuurkundigen 'verstrengelen' voor het eerst individuele moleculen, waardoor de mogelijkheden voor kwantuminformatieverwerking worden versneld: in werk dat zou kunnen leiden tot robuustere kwantumcomputers zijn Princeton-onderzoekers erin geslaagd moleculen tot kwantumverstrengeling te dwingen December 8th, 2023

Kwantumcommunicatie

HKUST-onderzoekers ontwikkelen nieuwe integratietechniek voor efficiënte koppeling van III-V en silicium Februari 16th, 2024

Wetshandhaving / bestrijding van namaak / beveiliging / verliespreventie

Nieuwe chip verhoogt de efficiëntie van AI-computergebruik Augustus 19th, 2022

Hoe willekeurig bewegende elektronen de cyberbeveiliging kunnen verbeteren 27 mei 2022

Zelfrijdende, eindeloos programmeerbare kunstmatige trilhaartjes: eenvoudige microstructuren die buigen, draaien en slagachtige bewegingen uitvoeren, kunnen worden gebruikt voor zachte robotica, medische apparaten en meer 6 mei 2022

Van elke camera een polarisatiecamera maken: Metasurface-bevestiging kan worden gebruikt met bijna elk optisch systeem, van machine vision-camera's tot telescopen Maart 18th, 2022

Govt.-wetgeving / verordening / financiering / beleid

Wat warmte ons kan vertellen over de chemie van batterijen: het Peltier-effect gebruiken om lithium-ioncellen te bestuderen Maart 8th, 2024

Het Access to Advanced Health Institute ontvangt maximaal 12.7 miljoen dollar voor de ontwikkeling van een nieuwe nanoalum-adjuvansformulering voor betere bescherming tegen tuberculose en pandemische griep Maart 8th, 2024

Optisch gevangen kwantumdruppeltjes van licht kunnen zich binden en macroscopische complexen vormen Maart 8th, 2024

Superbug killer: Nieuw synthetisch molecuul dat zeer effectief is tegen resistente bacteriën Februari 16th, 2024

Mogelijke toekomsten

Tweedimensionale bimetaal-seleniumhoudende metaal-organische raamwerken en hun gecalcineerde derivaten als elektrokatalysatoren voor de algehele watersplitsing Maart 8th, 2024

Curcumine-nano-emulsie wordt getest voor de behandeling van darmontstekingen: een door Braziliaanse onderzoekers ontwikkelde formulering bleek effectief in tests met muizen Maart 8th, 2024

Het Access to Advanced Health Institute ontvangt maximaal 12.7 miljoen dollar voor de ontwikkeling van een nieuwe nanoalum-adjuvansformulering voor betere bescherming tegen tuberculose en pandemische griep Maart 8th, 2024

CL-thermometrie op nanoschaal met lanthanide-gedoteerd zwaar metaaloxide in TEM Maart 8th, 2024

Quantum Computing

Natuurkundigen 'verstrengelen' voor het eerst individuele moleculen, waardoor de mogelijkheden voor kwantuminformatieverwerking worden versneld: in werk dat zou kunnen leiden tot robuustere kwantumcomputers zijn Princeton-onderzoekers erin geslaagd moleculen tot kwantumverstrengeling te dwingen December 8th, 2023

's Werelds eerste logische kwantumprocessor: belangrijke stap op weg naar betrouwbare kwantumcomputers December 8th, 2023

Op optische vezels gebaseerde lichtbron met één foton bij kamertemperatuur voor kwantumverwerking van de volgende generatie: met ytterbium gedoteerde optische vezels zullen naar verwachting de weg vrijmaken voor kosteneffectieve kwantumtechnologieën November 3rd, 2023

Ontdekking gedaan door wetenschappers van de Universiteit van Warschau kan een netwerkinterface voor kwantumcomputers mogelijk maken Oktober 6th, 2023

ontdekkingen

Wat warmte ons kan vertellen over de chemie van batterijen: het Peltier-effect gebruiken om lithium-ioncellen te bestuderen Maart 8th, 2024

Hightech 'verf' kan patiënten herhaalde operaties besparen Maart 8th, 2024

CL-thermometrie op nanoschaal met lanthanide-gedoteerd zwaar metaaloxide in TEM Maart 8th, 2024

Optisch gevangen kwantumdruppeltjes van licht kunnen zich binden en macroscopische complexen vormen Maart 8th, 2024

Mededelingen

Wat warmte ons kan vertellen over de chemie van batterijen: het Peltier-effect gebruiken om lithium-ioncellen te bestuderen Maart 8th, 2024

Curcumine-nano-emulsie wordt getest voor de behandeling van darmontstekingen: een door Braziliaanse onderzoekers ontwikkelde formulering bleek effectief in tests met muizen Maart 8th, 2024

Het Access to Advanced Health Institute ontvangt maximaal 12.7 miljoen dollar voor de ontwikkeling van een nieuwe nanoalum-adjuvansformulering voor betere bescherming tegen tuberculose en pandemische griep Maart 8th, 2024

CL-thermometrie op nanoschaal met lanthanide-gedoteerd zwaar metaaloxide in TEM Maart 8th, 2024

Automotive / transport

Nieuwe ontwerpen voor vastestofelektrolyten kunnen binnenkort een revolutie teweegbrengen in de batterijindustrie: wetenschappers bereiken monumentale verbeteringen in lithium-metaalchloride vastestofelektrolyten November 3rd, 2023

Een voorheen onbekende route naar batterijen met veel energie, lage kosten en een lange levensduur: nieuw ontdekt reactiemechanisme overwint snelle prestatiedaling bij lithium-zwavelbatterijen 8 september 2023

Uit tests blijkt dat er geen vrijstaande nanobuisjes vrijkomen door slijtage van het loopvlak 8 september 2023

Nieuwe katalysator kan de methaanvervuiling van miljoenen motoren drastisch verminderen: onderzoekers demonstreren een manier om het krachtige broeikasgas te verwijderen uit de uitlaat van motoren die aardgas verbranden. Juli 21st, 2023

Artificial Intelligence

Nieuwe chip opent de deur naar AI-computing met lichtsnelheid Februari 16th, 2024

HKUST-onderzoekers ontwikkelen nieuwe integratietechniek voor efficiënte koppeling van III-V en silicium Februari 16th, 2024

Ontdekking van nieuwe Li-ion-geleider ontsluit nieuwe richting voor duurzame batterijen: onderzoekers van de Universiteit van Liverpool hebben een nieuw vast materiaal ontdekt dat lithiumionen snel geleidt Februari 16th, 2024

2D-materiaal hervormt 3D-elektronica voor AI-hardware December 8th, 2023

Onderzoekspartnerschappen

Hoe oppervlakteruwheid de hechting van zachte materialen beïnvloedt: onderzoeksteam ontdekt universeel mechanisme dat leidt tot adhesiehysterese in zachte materialen Maart 8th, 2024

‘Plotselinge dood’ van kwantumfluctuaties tart huidige theorieën over supergeleiding: studie daagt de conventionele wijsheid van supergeleidende kwantumovergangen uit Januari 12th, 2024

Ontwikkeling van zinkoxide nanopagode-array foto-elektrode: foto-elektrochemische watersplitsende waterstofproductie Januari 12th, 2024

Presenteren: Op echografie gebaseerd printen van 3D-materialen – mogelijk in het lichaam December 8th, 2023

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=57465