Когда наконец появятся первые квантовые компьютеры, они будут занимать целые комнаты, охлаждаться до крайних температур и стоить невероятно дорого. А потому у большинства организаций, которые хотели бы воспользоваться уникальными возможностями таких машин, собственного квантового компьютера не будет.

Первое время корпоративные заказчики, скорее всего, будут покупать машинное время таких компьютеров и взаимодействовать с ними удаленно через Интернет. Учитывая конфиденциальный характер данных и программ, с которыми будут работать квантовые компьютеры, трудно не задаваться вопросами безопасности таких вычислений.

До недавнего времени считалось невозможным поддерживать полностью защищенную связь с квантовым компьютером, не имея выделенной квантовой сети передачи данных. Но в докладе, опубликованном в журнале Physical Review X, ученые Мельбурнского королевского технологического университета, Национального университета Сингапура и Сингапурского университета технологий и проектирования объявили о вероятности того, что и «классический» пользователь мог бы скрыть вычисления от квантового сервера.

Чтобы безопасно выполнять вычисления на удаленном квантовом компьютере, нужно решить две основные проблемы, связанные с безопасностью, отмечают исследователи.

«Проблема приватности состоит в том, что суть вычислений, а также программа и ее входные данные должны оставаться тайной даже для самого сервера, — пишут составители доклада. — Есть также проблема корректности: вредоносный сервер может вмешаться в вычисления пользователя, отправив ему недостоверный результат, поэтому в идеале должна быть возможность распознавания такого поведения».

Для этого необходимы протоколы слепых квантовых вычислений. В предыдущих исследованиях такие протоколы предлагались, но для них требовалось, чтобы как минимум два участника системы обладали квантовыми возможностями.

Устранение этого требования и предоставление возможности «классическому» пользователю взаимодействовать с одиночным квантовым сервером позволило бы существенно повысить практическую применимость удаленных квантовых вычислений, полагают исследователи.

Протокол, предложенный авторами доклада, использует неоднозначность маршрута информации в квантовом компьютере, работающем по принципу измерения. Как объясняют ученые, в случае применения их метода квантовая система не может установить, какие кубиты использовались для ввода, какие для операций, а какие — для вывода, при этом огромное число возможных последовательностей защищает от попыток обратной инженерии.

«Мы не предлагаем полноценное решение, — говорится в докладе, — но полученные результаты свидетельствуют о возможности сделать защищенные квантовые вычисления доступными более широкому кругу людей с использованием существующей телекоммуникационной инфраструктуры».

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Купить номер с этой статьей в PDF