By ซานดรา เฮลเซล โพสต์เมื่อ 12 ส.ค. 2022
บทสรุปข่าวควอนตัม เปิดตัวในวันนี้ด้วยบล็อกของ Parker & Verneer จาก RAND ซึ่งนำเสนอการวิเคราะห์การระดมทุนจากมวลชนสำหรับอัลกอริธึม PQC ที่เป็นตัวเลือกสุดท้ายของ NIST โดยให้รางวัลมากมายสำหรับการถอดรหัสสำเร็จครั้งแรก ตามด้วยวิธีการใหม่ของ U of Chicago ในการคำนวณการเปลี่ยนเฟสควอนตัม ต่อไปเราได้ยินจาก Halpern จาก Quantum Steampunk Laboratory ที่กล่าวว่า "นาฬิกาควอนตัมที่ดีเพียงพออาจเป็นได้ . . ดีพอแล้ว. ."และอื่น ๆ.
นักวิทยาศาสตร์ RAND เสนอการวิเคราะห์คราวด์ซอร์สของอัลกอริทึม PQC ผู้สมัครขั้นสุดท้ายของ NIST พร้อมเงินรางวัลมหาศาลสำหรับการถอดรหัสสำเร็จครั้งแรก
วิธีหนึ่งในการสร้างความไว้วางใจในวิธีการเข้ารหัสหลังควอนตัมแบบใหม่ และเพื่อช่วยตรวจจับจุดอ่อนอื่นๆ ก่อนที่จะนำไปใช้งาน ก็คือการจัดการแข่งขันสาธารณะเพื่อจูงใจให้ผู้คนมองหาจุดอ่อนในอัลกอริทึมใหม่เหล่านี้มากขึ้น เรื่องนี้ได้ถูกเสนอไว้ในก บล็อกกฎหมาย โดย Edward Parker นักวิทยาศาสตร์กายภาพแห่ง RAND Corporation ซึ่งงานวิจัยมุ่งเน้นไปที่เทคโนโลยีควอนตัมและความปลอดภัยทางไซเบอร์ และ Dr. Michael JD Vermeer เป็นนักวิทยาศาสตร์กายภาพแห่ง RAND Corporation ซึ่งเป็นนักเทคโนโลยีที่ค้นคว้านโยบายวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในกระบวนการยุติธรรมทางอาญา ความมั่นคงแห่งมาตุภูมิ และการป้องกันประเทศ วิธีหนึ่งในการสร้างความไว้วางใจในวิธีการเข้ารหัสหลังควอนตัมแบบใหม่ และเพื่อช่วยตรวจจับจุดอ่อนอื่นๆ ก่อนที่จะนำไปใช้งาน ก็คือการจัดการแข่งขันสาธารณะเพื่อจูงใจให้ผู้คนมองหาจุดอ่อนในอัลกอริทึมใหม่เหล่านี้มากขึ้น บทสรุปข่าวควอนตัมสรุปบทความที่ครอบคลุมด้านล่างนี้ ที่ ต้นฉบับคุ้มค่ากับเวลาอ่าน.
Parker และ Rand เสนอการแข่งขันจากมวลชนเพื่อการวิเคราะห์อัลกอริธึม PQC ของผู้สมัครรอบสุดท้ายของ NIST ประชาชนทั่วไปจะได้รับเชิญให้พยายามทำลายพวกเขา เช่น หลายร้อยบริษัท ที่เสนอรางวัลบั๊กสาธารณะ การทดสอบการเจาะระบบแบบคราวด์ซอร์สสามารถเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์มากในการปรับปรุงความปลอดภัยทางไซเบอร์
การประกวดดังกล่าวอาจมีลักษณะดังนี้: NIST สามารถใช้มันได้ เพิ่งได้รับการคัดเลือก อัลกอริธึม PQC ที่เป็นตัวเลือกเพื่อเข้ารหัสเอกสารที่ไม่ละเอียดอ่อน จากนั้นจึงเผยแพร่ไซเฟอร์เท็กซ์ที่เข้ารหัส (และอัลกอริธึมที่ใช้ในการเข้ารหัส) ต่อสาธารณะ พร้อมด้วยรางวัลมากมายสำหรับการถอดรหัส หากใครก็ตามประสบความสำเร็จ NIST จะรู้ว่าจำเป็นต้องปรับแต่งอัลกอริธึมก่อนที่จะเผยแพร่มาตรฐานขั้นสุดท้าย
ข้อดีหลักประการหนึ่งของการแข่งขันที่มีชื่อเสียงสูงก็คือ จะช่วยให้สามารถตรวจสอบอัลกอริธึมของผู้สมัครจากมุมมองใหม่ๆ กระบวนการกำหนดมาตรฐานของ NIST ค่อนข้างโปร่งใส แต่ PQC ยังคงเป็นหัวข้อที่ลึกลับและมีเทคนิคสูง และมีเพียงไม่กี่คนที่ได้ศึกษาอัลกอริธึมที่เลือกสรรของ NIST อย่างรอบคอบ การแข่งขันสาธารณะอาจดึงดูดนักเข้ารหัสและคนอื่นๆ ที่มีภูมิหลังที่หลากหลายมากขึ้น
อาจดูเหมือนขัดกับสัญชาตญาณที่จะจูงใจให้ผู้คนทำลายการเข้ารหัสซึ่งในที่สุดหน่วยงานภาครัฐและองค์กรเชิงพาณิชย์จะใช้ เนื่องจากมีความเสี่ยงสูงในการเปลี่ยนไปใช้ PQC จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่ NIST จะต้องได้รับการรับรองทุกประการที่เป็นไปได้ว่าอัลกอริทึมเหล่านี้มีความปลอดภัย หากอัลกอริธึม PQC ใหม่ปรากฏว่ามีช่องโหว่เช่นเดียวกับที่ค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้ ก็จะดีกว่ามากหากค้นหาช่องโหว่เหล่านั้นก่อนที่อัลกอริธึมจะถูกเผยแพร่อย่างกว้างขวาง
*****
นักวิทยาศาสตร์ของ UChicago สร้างวิธีการคำนวณการเปลี่ยนเฟสควอนตัมอย่างมีประสิทธิภาพ
“การเปลี่ยนระยะ” เป็นกระบวนการขับเคลื่อนเบื้องหลังแนวคิดและปรากฏการณ์ทางอุตุนิยมวิทยาหลายอย่าง ตั้งแต่จุดน้ำค้างและความชื้นสัมพัทธ์ไปจนถึงสิ่งที่เรียบง่าย เช่น ฝนที่กลายเป็นหิมะเมื่ออุณหภูมิลดลง การเปลี่ยนเฟสควอนตัมไม่สามารถสังเกตได้ในลักษณะเดียวกับการเปลี่ยนเฟสในชีวิตประจำวัน เช่น น้ำแข็งเป็นน้ำของเหลว หรือน้ำของเหลวเป็นไอ การเปลี่ยนเฟสควอนตัมเกิดขึ้นเมื่อวัสดุบางชนิดถูกทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ ซึ่งเป็นจุดตามทฤษฎีที่ไม่มีพลังงานความร้อนและอะตอมไม่เคลื่อนที่ หรือประมาณ -459.67 องศาฟาเรนไฮต์
ขณะนี้มหาวิทยาลัยชิคาโกได้สร้างวิธีการคำนวณการเปลี่ยนเฟสควอนตัมอย่างมีประสิทธิภาพ คณิตศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เป็นเรื่องยากที่จะรับมือแม้กระทั่งกับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ แต่การศึกษาใหม่จากมหาวิทยาลัยชิคาโกแนะนำวิธีใหม่ในการทำงานกับการคำนวณที่ซับซ้อนเหล่านี้ ซึ่งในที่สุดจะทำให้เกิดความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีได้ ทีมงานพยายามใช้วิธีการนี้เพื่อสร้างแบบจำลองการเปลี่ยนเฟสหลายประเภท และพบว่ามีความแม่นยำพอๆ กับวิธีการแบบเดิมที่ต้องใช้ข้อมูลมาก
David Mazziotti นักเคมีเชิงทฤษฎีจากภาควิชาเคมีและสถาบัน James Franck แห่งมหาวิทยาลัยชิคาโกและผู้เขียนอาวุโสกล่าวว่า "นี่เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการดูการเปลี่ยนสถานะควอนตัมซึ่งสามารถใช้ได้กับคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมหรือคอมพิวเตอร์ควอนตัม" ของการศึกษา
เขาและนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ คิดว่าถ้าเราสามารถเข้าใจฟิสิกส์ที่ซับซ้อนเบื้องหลังการเปลี่ยนเฟสควอนตัมได้อย่างสมบูรณ์ เราก็สามารถเปิดประตูสู่เทคโนโลยีใหม่ๆ ได้ การค้นพบที่คล้ายกันในอดีต ได้นำไปสู่เครื่อง MRI และทรานซิสเตอร์ที่ทำให้คอมพิวเตอร์และโทรศัพท์สมัยใหม่เป็นไปได้
*****
จรวด Lijian 1 ของจีนบรรทุกดาวเทียมกระจายคีย์ควอนตัมและน้ำหนักบรรทุกอื่น ๆ ในภารกิจเปิดตัว
ลี่เจียน 1 สี่เวทีของจีน จรวดหรือเรียกอีกอย่างว่า ZK-1A ถูกยกออกจาก Jiuquan Satellite Launch Center เวลา 12:12 น. EDT (0412 GMT; 12:12 น. ตามเวลาท้องถิ่น) ในวันที่ 27 กรกฎาคม โดยบรรทุกดาวเทียม XNUMX ดวงขึ้นสู่วงโคจรในเที่ยวบินแรก
ดาวเทียมดวงหนึ่งชื่อจี่หนาน 1 จะทำการทดลองการกระจายตัวที่สำคัญในวงโคจรโลกต่ำหลังจากการทดสอบหนึ่งเดือน ตามรายงานของ South China Morning Post จีนเปิดตัวผู้บุกเบิก Mozi ดาวเทียมวิทยาศาสตร์ควอนตัมในปี 2016 แต่จี่หนาน 1 ซึ่งมีมวลประมาณหนึ่งในหกของ Mozi พยายามที่จะพิสูจน์เทคโนโลยีการกระจายคีย์ควอนตัมขนาดเล็กที่มีต้นทุนต่ำ (QKD) ด้วยการทดสอบใหม่
มีการวางแผนเปิดตัวเพิ่มเติมในอนาคตอันใกล้เพื่อรองรับการสื่อสารควอนตัมสำหรับผู้ใช้มากกว่า 100 ราย
การเปิดตัวยังมียานอวกาศขนาดเล็กอีก XNUMX ลำ รวมถึงการทดสอบการตรวจจับความหนาแน่นของบรรยากาศทรงกลม ดาวเทียมดาวเทียมคู่หนึ่งสำหรับทดสอบกลไกการประกอบแม่เหล็กไฟฟ้าในวงโคจรและดาวเทียมวิทยาศาสตร์หนานเยว่ซึ่งจะถูกนำมาใช้เพื่อเผยแพร่วิทยาศาสตร์
****
Halpern จากห้องปฏิบัติการ Quantum Steampunk กล่าวว่า "นาฬิกาควอนตัมที่ดีเพียงพออาจเป็นได้ . . ดีพอแล้ว. ”
นาฬิกาก็ควบคุมอุปกรณ์ควอนตัมเช่นเดียวกับนาฬิกาที่ควบคุมเรา ใช้ "คอมพิวเตอร์ควอนตัม" ส่วนพื้นฐานของการคำนวณก็คือการทำงานบางอย่างในช่วงเวลาหนึ่งๆ ระบบควบคุมภายนอกแบบคลาสสิกช่วยรักษาเวลาให้กับคอมพิวเตอร์ควอนตัมในปัจจุบัน แต่ระบบควบคุมที่สามารถทำงานได้ทั้งหมดภายในขอบเขตควอนตัมจะเปิดโอกาสใหม่ๆ Nicole Yunger Halpern จากห้องปฏิบัติการ Quantum-Steampunk ได้ประพันธ์รูปลักษณ์ที่น่าสนใจเกี่ยวกับนาฬิกาควอนตัม สรุปข่าวควอนตัม; ข้อความฉบับเต็มอยู่ที่นี่ใน New Scientist
โชคดีที่เราไม่จำเป็นต้องมีนาฬิกาควอนตัมในอุดมคติ นาฬิกาควอนตัมที่ดีเพียงพอก็เพียงพอแล้ว การวาดภาพทรงกลมบนกระดาษสามารถประมาณวงกลมได้อย่างไร นาฬิกาควอนตัมก็สามารถประมาณวงกลมในอุดมคติได้เช่นกัน และเพื่อนร่วมงานสามคน ได้แก่ Jonathan Oppenheim, Mischa Woods และ Ralph Silva ได้จัดการออกแบบนาฬิกาควอนตัมดังกล่าว
นาฬิกาของพวกเขาค่อนข้างเสถียร การอ่านนาฬิกาควอนตัมไม่เหมือนกับการอ่านนาฬิกาคลาสสิก การใช้มันเพื่อกำหนดเวลาจะทำให้เกิดปรากฏการณ์ควอนตัมที่ขัดกับสัญชาตญาณ นั่นก็คือการรบกวนการวัด คุณสามารถสังเกตนาฬิกาทุกวันได้โดยไม่ส่งผลต่อเวลาที่รายงาน ระบบควอนตัมมีความละเอียดอ่อนมากกว่าระบบในชีวิตประจำวัน หากคุณวัดระบบควอนตัมหรือโต้ตอบกับระบบด้วยวิธีอื่น คุณจะรบกวนระบบและเปลี่ยนสถานะของระบบ หากคุณวัดพลังงานของระบบ คุณมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนพลังงานของมัน
การควบคุมระบบควอนตัมของการทดลองได้ก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็วในช่วงสามทศวรรษที่ผ่านมา และไม่มีทีท่าว่าจะชะลอตัวลง นาฬิกาอัตโนมัติจะช่วยให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมและเครื่องจักรอื่นๆ ทำงานได้อย่างอิสระหรือไม่ ไม่ว่าจะวัดด้วยนาฬิกาควอนตัมหรือนาฬิกาทุกวัน เวลาจะบอกเอง
*****
แซนดรา เค. เฮลเซล, Ph.D. ได้ทำการวิจัยและรายงานเกี่ยวกับเทคโนโลยีชายแดนมาตั้งแต่ปี 1990 เธอสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอก จากมหาวิทยาลัยแอริโซนา
