توان کامل محاسبات کوانتومی نسل بعدی می تواند به زودی توسط میلیون ها فرد و شرکت، به لطف پیشرفت دانشمندان در فیزیک دانشگاه آکسفورد که امنیت و حریم خصوصی را تضمین می کند، به کار گیرند. این پیشرفت نوید قفل پتانسیل تحول آفرین محاسبات کوانتومی مبتنی بر ابر را می دهد و در مطالعه جدیدی که در مجله علمی تأثیرگذار ایالات متحده منتشر شده است به تفصیل شرح داده شده است. نامه های بررسی فیزیکی.
محاسبات کوانتومی به سرعت در حال توسعه است و راه را برای کاربردهای جدیدی هموار می کند که می توانند خدمات را در بسیاری از زمینه ها مانند مراقبت های بهداشتی و خدمات مالی متحول کنند. این به روشی اساساً متفاوت با محاسبات معمولی کار می کند و به طور بالقوه بسیار قدرتمندتر است. با این حال، در حال حاضر نیاز به شرایط کنترل شده برای پایدار ماندن دارد و نگرانی هایی در مورد صحت داده ها و اثربخشی سیستم های امنیتی و رمزگذاری فعلی وجود دارد.
چندین ارائه دهنده پیشرو خدمات مبتنی بر ابر، مانند گوگل، آمازون و IBM، قبلاً به طور جداگانه برخی از عناصر محاسبات کوانتومی را ارائه می دهند. حفاظت از حریم خصوصی و امنیت داده‌های مشتری، پیش‌روی حیاتی برای افزایش و گسترش استفاده از آن و برای توسعه برنامه‌های کاربردی جدید با پیشرفت فناوری است. مطالعه جدید محققان فیزیک دانشگاه آکسفورد به این چالش ها می پردازد.
پروفسور دیوید لوکاس گفت: «ما برای اولین بار نشان دادیم که محاسبات کوانتومی در فضای ابری می‌تواند به روشی مقیاس‌پذیر و عملی دسترسی داشته باشد که به مردم امنیت و حریم خصوصی کامل داده‌ها و همچنین توانایی تأیید صحت آنها را می‌دهد.» سرپرست تیم تحقیقاتی فیزیک دانشگاه آکسفورد و دانشمند اصلی در مرکز محاسبات کوانتومی و شبیه‌سازی بریتانیا، به رهبری فیزیک دانشگاه آکسفورد است.
در مطالعه جدید، محققان از رویکردی به نام «محاسبات کوانتومی کور» استفاده می‌کنند که دو موجودیت محاسباتی کوانتومی کاملاً مجزا را به یکدیگر متصل می‌کند – به طور بالقوه فردی در خانه یا دفتری که به یک سرور ابری دسترسی دارد – به روشی کاملاً ایمن. نکته مهم این است که روش‌های جدید آنها را می‌توان تا محاسبات کوانتومی بزرگ مقیاس‌بندی کرد.
“با استفاده از محاسبات کوانتومی کور، مشتریان می توانند به کامپیوترهای کوانتومی راه دور دسترسی داشته باشند تا داده های محرمانه را با الگوریتم های مخفی پردازش کنند و حتی صحت نتایج را بدون افشای هیچ اطلاعات مفیدی تایید کنند. تحقق این مفهوم گام بزرگی در محاسبات کوانتومی و ایمن نگه داشتن اطلاعات ما است. دکتر پیتر درموتا، از فیزیک دانشگاه آکسفورد، سرپرست این مطالعه گفت.
محققان سیستمی را ایجاد کردند که شامل یک پیوند شبکه فیبر بین یک سرور محاسباتی کوانتومی و یک دستگاه ساده است که فوتون‌ها یا ذرات نور را در یک کامپیوتر مستقل که از راه دور به خدمات ابری آن دسترسی دارد، تشخیص می‌دهد. این امکان به اصطلاح محاسبات کوانتومی کور روی یک شبکه را فراهم می کند. هر محاسباتی دارای یک تصحیح است که باید برای همه موارد بعدی اعمال شود و برای مطابقت با الگوریتم به اطلاعات بلادرنگ نیاز دارد. محققان برای دستیابی به این هدف از ترکیب منحصر به فرد حافظه کوانتومی و فوتون استفاده کردند.
پروفسور دیوید لوکاس می‌گوید: «هرگز در تاریخ مسائل مربوط به حریم خصوصی داده‌ها و کد به‌اندازه عصر حاضر محاسبات ابری و هوش مصنوعی مورد بحث قرار نگرفته است. از آنجایی که رایانه‌های کوانتومی توانمندتر می‌شوند، مردم به دنبال استفاده از آنها با امنیت کامل و حفظ حریم خصوصی در شبکه‌ها خواهند بود و نتایج جدید ما نشان‌دهنده تغییر گامی در توانایی در این زمینه است.»
نتایج می‌تواند در نهایت منجر به توسعه تجاری دستگاه‌هایی برای اتصال به لپ‌تاپ‌ها، برای محافظت از داده‌ها در زمانی که مردم از خدمات رایانش ابری کوانتومی استفاده می‌کنند، شود.
محققانی که محاسبات کوانتومی و فناوری‌های فیزیک دانشگاه آکسفورد را بررسی می‌کنند، به امکانات پیشرفته آزمایشگاهی Beecroft دسترسی دارند که به‌ویژه برای ایجاد شرایط پایدار و ایمن از جمله حذف ارتعاش ساخته شده است.
بودجه این تحقیق از مرکز محاسبات و شبیه سازی کوانتومی بریتانیا (QCS) با دانشمندانی از مرکز ملی محاسبات کوانتومی بریتانیا، دانشگاه پاریس-سوربن، دانشگاه ادینبورگ و دانشگاه مریلند در این کار تامین شد.
