Bakat kuantum Kanada membantu mendorong penelitian global untuk mensertifikasi komunikasi kuantum
Sebuah studi baru dari para peneliti di Institute for Quantum Computing (IQC) di University of Waterloo menandai langkah penting dalam mensertifikasi perangkat distribusi kunci kuantum (QKD), penting untuk memungkinkan teknologi komunikasi kuantum yang aman.
QKD memungkinkan pengguna untuk berbagi kunci yang aman dan tidak diketahui untuk potensi penyebaran. Kunci ini dapat digunakan untuk mengamankan komunikasi kritis. Bagian dari apa yang membuatnya kuat adalah menggunakan sifat -sifat mekanika kuantum – seperti superposisi dan keterikatan – untuk memberikan keamanan terhadap penyadapan. Serangan yang dicoba dapat mengganggu negara -negara kuantum itu, memperingatkan pengguna akan kehadiran pihak penyerang yang berbahaya.
Tetapi jaminan keamanan hanya sebagus bukti matematika yang menetapkannya. Sama seperti perangkat medis perlu disetujui sebelum dapat digunakan, bukti matematika untuk QKD juga perlu diverifikasi melalui evaluasi pihak ketiga yang cermat dari matematika yang mendasarinya.
Kelompok penelitian yang dipimpin oleh Norbert Lütkenhaus, direktur eksekutif IQC dan profesor di Departemen Fisika dan Astronomi, melihat salah satu metode yang paling umum untuk berbagi kunci kuantum yang dienkripsi dan menganalisis bukti matematika yang memberikan bukti bahwa metode tersebut aman.
“Kami melihat makalah dari tahun 1990 -an hingga hari ini tentang bukti keamanan matematika, tetapi menemukan bahwa mereka memiliki tingkat kekakuan yang berbeda -beda dan menggunakan asumsi yang berbeda dan meninggalkan langkah teknis yang berbeda,” kata Devashish Tupkary, kandidat PhD di IQC dan Departemen Fisika dan Astronomi, dan penulis utama studi tersebut. “Pada titik tertentu, akademisi dan industri akan membutuhkan bukti yang dapat disertifikasi dan makalah kami merupakan langkah pertama yang penting untuk itu.”
Pekerjaan ini adalah bagian dari proyek multi-fase Qu-gov, yang diawasi oleh Kementerian Keuangan Federal Jerman, yang didanai oleh Bundesdruckerei GmbH, sebuah perusahaan teknologi federal Jerman yang menyediakan cybersecurity dan solusi digital. Tujuan akhir proyek adalah untuk mengembangkan bukti keamanan yang dapat diverifikasi yang dapat dievaluasi oleh pihak ketiga dan berfungsi sebagai fondasi untuk mensertifikasi sistem QKD.
Untuk itu, tim IQC menyuling temuannya ke dalam makalah ulasan komprehensif yang menjelaskan matematika di balik bukti-bukti ini, menyoroti kesalahan umum dan mengabaikan kesenjangan, dan menguraikan langkah-langkah yang diperlukan untuk mencapai bukti mandiri yang dapat dievaluasi oleh pihak ketiga.
“Kami menghargai penelitian teoritis bersama dengan para ahli di IQC yang bertujuan untuk bukti matematika yang ketat untuk keamanan QKD,” kata Dr. Holger Eble, Departemen Inovasi Bundesdruckerei. “Sebagai perusahaan teknologi federal Jerman, ini adalah tugas mendasar bagi kami untuk mengevaluasi keamanan teknologi baru seperti teknologi kuantum. Hasil penelitian kami merupakan blok bangunan penting untuk sertifikasi QKD yang dibayangkan oleh Kantor Federal untuk Keamanan Informasi (BSI).”
Lütkenhaus mengatakan bahwa pemerintah Kanada secara aktif mendanai penelitian QKD dan mengikuti pengembangan lapangan dengan minat.
“Penelitian ini, yang didanai oleh Bundesdruckerei GmbH, memiliki potensi untuk menetapkan standar untuk kriptografi kuantum yang aman secara global dan menunjukkan bagaimana talenta kuantum Kanada menguntungkan penelitian dan pengembangan di seluruh dunia,” kata Lütkenhaus.
Michele Mosca, fakultas dan profesor IQC di Departemen Kombinasi dan Optimalisasi di Waterloo, mengatakan sertifikasi kriptografi Quantum sangat penting untuk melindungi informasi online.
“Ketika kita memasuki era dengan teknologi kecerdasan kuantum dan buatan, pertahanan dunia maya kita harus tangguh terhadap kemajuan cepat dalam pemecahan kode,” kata Mosca. “Sertifikasi solusi kriptografi kuantum, didukung oleh analisis keamanan, adalah bagian penting dari memanfaatkan pita komunikasi kuantum yang muncul untuk menciptakan ekonomi digital yang lebih tangguh.”
Kelompok IQC mengatakan bahwa, melihat ke depan, lebih banyak pekerjaan yang harus dilakukan. Bekerja pada bukti QKD pada dasarnya adalah teoretis, tetapi kunci -kunci tersebut ditransmisikan oleh laser atau perangkat keras lainnya. Tupkary mengatakan sifat kolaboratif peneliti eksperimental dan teoritis di IQC menyediakan pengaturan yang ideal untuk penelitian ini.
“Ada ketidaksesuaian antara mengerjakan bukti teoretis dan apa yang terjadi di lab: bagaimana laser dan detektor bekerja, potensi ketidaksempurnaan, kesalahan dan fluktuasi kebisingan,” kata Tupkary. “Kelompok penelitian kami memiliki massa kritis orang -orang yang keahliannya menjembatani perbedaan -perbedaan ini, yang jarang terjadi. Ada banyak kelompok secara global yang melakukan pekerjaan yang sangat baik, tetapi kami berada di titik sweet yang kedalaman dan luasnya pengetahuan.”
Naomi Grosman
