Bir fotonik kuantum bilgisayar kullanarak homomorfik şifreli bir kuantum hesaplaması

18.02.2021
167
A+
A-
Bir fotonik kuantum bilgisayar kullanarak homomorfik şifreli bir kuantum hesaplaması

Kuantum bilgisayarlar yalnızca bazı önemli görevlerde geleneksel makinelerden daha iyi performans gösterme sözü vermekle kalmaz, aynı zamanda veri işlemenin gizliliğini de korur.

Bilgi işlemin güvenli yetkilendirilmesi, bulut bilgi işlem ve bulut ağlarından yararlanma olasılığından bu yana giderek daha önemli bir konu haline geldi. Koşulsuz güvenliğe izin veren kuantum teknolojisinden yararlanma yeteneği özellikle ilgi çekicidir, yani potansiyel bir düşmanın hesaplama gücü hakkında hiçbir varsayımda bulunulmasına gerek yoktur.

Tümü hesaplama performansı, güvenlik ve kaynakları değiş tokuş eden farklı kuantum protokolleri önerildi. Örneğin, klasik protokoller ya önemsiz hesaplamalarla sınırlıdır ya da güvenlikleri ile sınırlıdır. Buna karşılık, homomorfik kuantum şifreleme, güvenli yetkilendirilmiş bilgi işlem için en umut verici planlardan biridir.

Burada, istemcinin verileri şifrelenir, böylece sunucu şifresini çözemese bile işleyebilir. Ayrıca, diğer protokollerin aksine, istemci ve sunucunun hesaplama sırasında iletişim kurması gerekmez, bu da protokolün performansını ve pratikliğini önemli ölçüde artırır.

Uluslararası bir işbirliğinde, Viyana Üniversitesi’nden Avusturya, Singapur ve İtalya’dan bilim adamları. Philip Walther liderliğindeki müşteri bilgisayar hakkında hiçbir şey öğrenemediğinden, hesaplamayı gerçekleştirebilmeleri için giriş verilerini şifreleme seçeneğiyle birlikte yeni kuantum hesaplama protokolünü uygulamak için işbirliği yaptılar. Hesaplamadan sonra müşteri, hesaplamanın sonucunu okumak için çıktı verilerinin şifresini tekrar çözebilir.

Ekip, bu homomorfik kuantum kodlamasını bir ‘kuantum yürüyüşü’ sürecinde uygulamak için ayrı fotonlardan oluşan kuantum ışığı kullandı. Kuantum yürüyüşleri, kuantum hesaplamanın ilginç özel amaçlı örnekleridir çünkü klasik bilgisayarlar için zordur, oysa tek fotonlar için uygundurlar.

Milan Politeknik Üniversitesi’nde inşa edilen entegre bir fotonik platformunu Singapur Teknoloji ve Tasarım Üniversitesi’nde geliştirilen yeni bir teorik öneriyle birleştiren Viyana Üniversitesi’nden bilim adamı, şifreli verilerin güvenliğini gösterdi ve karmaşıklığı artıran hesaplamaların davranışını araştırdı.

Ekip, kuantum yürüyüş hesaplamasının boyutu büyüdükçe şifrelenmiş verilerin güvenliğinin de arttığını gösterebildi. Dahası, yakın zamandaki teorik çalışmalar, çeşitli fotonik serbestlik derecelerini kullanan gelecekteki deneylerin de veri güvenliğinde bir iyileşmeye katkıda bulunacağını göstermektedir.

Gelecekte daha fazla optimizasyon beklenebilir. Philip Walther, “Sonuçlarımız, verileri taşıyan fotonların sayısının artmasının güvenlik düzeyini daha da artırdığını gösteriyor,” diyor ve “bu heyecan verici ve gelecekte güvenli kuantum hesaplamanın daha da geliştirilmesini bekliyoruz”.

Çalışma npj Quantum Information‘da yayınlandı.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.