Công nghệ nano hiện nay - Thông cáo báo chí: Phương pháp tiếp cận của các nhà nghiên cứu có thể bảo vệ máy tính lượng tử khỏi các cuộc tấn công

Trang Chủ > Ấn Bản > Cách tiếp cận của các nhà nghiên cứu có thể bảo vệ máy tính lượng tử khỏi các cuộc tấn công

Tiến sĩ Kanad Basu (trái) và các đồng nghiệp đã phát triển một cách chống lại tác động của các cuộc tấn công nhằm phá vỡ khả năng đưa ra quyết định hoặc giải quyết nhiệm vụ của trí tuệ nhân tạo trong máy tính lượng tử. Nhóm của ông bao gồm các nghiên cứu sinh tiến sĩ kỹ thuật máy tính Sanjay Das, Navnil Choudhury (ngồi) và Shamik Kundu (phải).

TÍN DỤNG
Đại học Texas tại Dallas

Tóm tắt:
Máy tính lượng tử, có thể giải quyết một số vấn đề phức tạp nhanh hơn theo cấp số nhân so với máy tính cổ điển, được kỳ vọng sẽ cải thiện các ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) được triển khai trong các thiết bị như xe tự hành; tuy nhiên, giống như những người tiền nhiệm, máy tính lượng tử dễ bị tấn công bất lợi.

Cách tiếp cận của các nhà nghiên cứu có thể bảo vệ máy tính lượng tử khỏi các cuộc tấn công

Dallas, TX | Đăng vào ngày 8 tháng 2024 năm XNUMX

Một nhóm các nhà nghiên cứu của Đại học Texas tại Dallas và một cộng tác viên trong ngành đã phát triển một phương pháp nhằm cung cấp cho máy tính lượng tử thêm một lớp bảo vệ chống lại các cuộc tấn công như vậy. Giải pháp của họ, Tiêm tiếng ồn lượng tử để phòng thủ đối phương (QNAD), chống lại tác động của các cuộc tấn công được thiết kế nhằm phá vỡ suy luận — khả năng đưa ra quyết định hoặc giải quyết nhiệm vụ của AI. Nhóm sẽ trình bày nghiên cứu chứng minh phương pháp này tại Hội nghị chuyên đề quốc tế của IEEE về bảo mật và tin cậy theo định hướng phần cứng vào ngày 6-9 tháng XNUMX tại Washington, DC

Tiến sĩ Kanad Basu, trợ lý giáo sư về kỹ thuật điện và máy tính tại Trường Kỹ thuật và Khoa học Máy tính Erik Jonsson cho biết: “Các cuộc tấn công bất lợi được thiết kế để phá vỡ khả năng suy luận của AI có khả năng gây ra hậu quả nghiêm trọng”. “Một cuộc tấn công có thể được ví như việc ai đó dán nhãn dán lên biển báo dừng: Một chiếc xe tự hành có thể không nhận ra biển báo dừng chính xác, hiểu đó là biển báo giảm tốc độ và do đó không dừng lại. Mục tiêu của chúng tôi với phương pháp này là làm cho các ứng dụng máy tính lượng tử trở nên an toàn hơn.”

Điện toán lượng tử là một công nghệ mới nổi nhanh chóng sử dụng cơ học lượng tử - nghiên cứu về cách các hạt hoạt động ở cấp độ hạ nguyên tử - để giải quyết các vấn đề tính toán phức tạp.

Giống như bit trong máy tính truyền thống, qubit đại diện cho đơn vị thông tin cơ bản trong máy tính lượng tử. Các bit trong máy tính cổ điển đại diện cho 1 hoặc 0. Tuy nhiên, Qubit tận dụng nguyên tắc chồng chất, nghĩa là chúng có thể đồng thời ở trạng thái 0 và 1; do đó, qubit có thể đại diện cho hai trạng thái, mang lại khả năng tăng tốc đáng kể so với máy tính truyền thống. Ví dụ, nhờ sức mạnh tính toán của chúng, máy tính lượng tử có khả năng phá vỡ các hệ thống mã hóa có độ bảo mật cao.

Một trong những thách thức của máy tính lượng tử là tính dễ bị “nhiễu” hoặc nhiễu do các yếu tố bao gồm biến động nhiệt độ, từ trường hoặc sự không hoàn hảo trong các thành phần phần cứng. Máy tính lượng tử cũng dễ bị “nhiễu xuyên âm” hoặc tương tác ngoài ý muốn giữa các qubit. Tiếng ồn và nhiễu xuyên âm có thể dẫn đến lỗi tính toán.

Cách tiếp cận của các nhà nghiên cứu tận dụng tiếng ồn lượng tử nội tại và nhiễu xuyên âm để chống lại các cuộc tấn công đối nghịch. Phương pháp này đưa nhiễu xuyên âm vào mạng thần kinh lượng tử (QNN), một dạng học máy trong đó các bộ dữ liệu lớn huấn luyện máy tính thực hiện các tác vụ, bao gồm phát hiện các đối tượng như biển báo dừng hoặc các trách nhiệm thị giác máy tính khác.

Basu, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Hoạt động ồn ào của máy tính lượng tử thực sự làm giảm tác động của các cuộc tấn công”. “Chúng tôi tin rằng đây là cách tiếp cận đầu tiên có thể bổ sung cho các biện pháp phòng vệ khác trước các cuộc tấn công của đối phương.”

Các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng, trong một cuộc tấn công, ứng dụng AI có QNAD chính xác hơn 268% so với khi không có nó.

Shamik Kundu, nghiên cứu sinh tiến sĩ kỹ thuật máy tính và là đồng tác giả đầu tiên, cho biết phương pháp này được thiết kế để bổ sung cho các kỹ thuật khác nhằm bảo vệ an ninh máy tính lượng tử. Kundu ví lợi ích của khung này với lợi ích của dây an toàn trên ô tô.

Kundu cho biết: “Trong trường hợp xảy ra va chạm, nếu chúng ta không thắt dây an toàn thì ảnh hưởng của vụ tai nạn sẽ lớn hơn rất nhiều”. “Mặt khác, nếu chúng ta thắt dây an toàn thì dù có xảy ra tai nạn thì tác động của vụ va chạm cũng giảm bớt. Khung QNAD hoạt động giống như dây an toàn, làm giảm tác động của các cuộc tấn công đối nghịch, tượng trưng cho vụ tai nạn, đối với mô hình QNN.”

Các tác giả nghiên cứu khác bao gồm sinh viên tiến sĩ kỹ thuật máy tính Navnil Choudhury, đồng thời là tác giả đầu tiên và Sanjay Das. Cùng cộng tác còn có Tiến sĩ Arnab Raha, nhà khoa học nghiên cứu cấp cao của Intel Corp.

Nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia.

####

Để biết thêm thông tin, xin vui lòng bấm vào tại đây

Liên hệ:
Kim Horner
Đại học Texas tại Dallas
Văn phòng: 972-883-4463

Nếu bạn có một bình luận, xin vui lòng Liên hệ chúng tôi.

Các tổ chức phát hành tin tức, không phải 7th Wave, Inc. hay Nanotech Now, chỉ chịu trách nhiệm về tính chính xác của nội dung.

Bookmark: