În era în care securitatea cibernetică devine o prioritate globală, o descoperire inovatoare promite să redefinească regulile jocului. O echipă de cercetători de la JPMorganChase, Quantinuum, Laboratoarele Naționale Oak Ridge și Argonne, și Universitatea din Texas a reușit ceea ce părea imposibil: generarea de numere aleatorii autentice folosind un computer cuantic cu 56 de qubiți. Această progresie tehnologică, publicată în revista Nature, marchează un moment crucial în trecerea de la potențialul teoretic al calculului cuantic la aplicații practice cu impact semnificativ în criptografie, etică și securitate.
Acest proces, cunoscut sub numele de aleatorietate autentică certificată, implică generarea de biți aleatorii reali de către computerul cuantic și validarea lor ulterioară prin intermediul supercomputere clasice. Factorul remarcabil este că, chiar dacă un potențial infractor ar controla computerul cuantic, nu ar putea manipula rezultatul fără ca sistemul să detecteze lipsa de aleatorietate. Această tehnologie se dovedește a fi o variantă de apărare excelentă împotriva amenințărilor informatice.
Teoria devine realitate: Protocolul Aaronson și puterea lui H2
Baza acestei demonstrații constă într-un protocol teoretic propus în 2018 de Scott Aaronson, profesor la UT Austin. Împreună cu fostul său doctorand, Shih-Han Hung, Aaronson a stabilit bazele teoretice ale acestui experiment. După ani de cercetare, teoria a devenit realitate grație computerului cuantic System Model H2, dezvoltat de Quantinuum și accesibil prin rețea pentru echipă.
Computerul cuantic H2, actualizat la 56 de qubiți în iunie 2024, oferă un avantaj considerabil datorită fidelității ridicate și conectivității „all-to-all” (fiecare qubit este conectat cu ceilalți). Această caracteristică a permis executarea eficientă a unei tehnici denumite Random Circuit Sampling (RCS), inițial destinată doar demonstrației avantajului cuantic, dar care s-a dovedit esențială în generarea și multiplicarea biților aleatorii autentici.
Protocolul se desfășoară în două etape: în prima etapă, computerul cuantic este provocat să rezolve probleme complexe, imposibil de rezolvat în timp util de către un supercomputer clasic. În a doua etapă, rezultatele sunt analizate matematic pentru a certifica că aceste soluții sunt cu adevărat aleatorii și imposibil de reprodus prin metode clasice.
Rezultatul final este o demonstrație validată de supercomputere cu o putere combinată de 1,1 ExaFLOPS, care au certificat peste 71.000 de biți de entropie autentică.
Ce implică aceasta pentru viitorul criptografiei și al industriei?
Această descoperire deschide calea către un viitor în care computerele cuantice nu mai sunt simple curiozități academice, ci instrumente esențiale pentru industrie, finanțe, guverne și apărare. Aleatorietatea autentică este critică pentru criptografie, simulări complexe, algoritmi de decizie etică și sisteme de inteligență artificială sigure.
„Această lucrare marchează un pas important în calculul cuantic, demonstrând o soluție practică pentru o problemă reală prin utilizarea unui computer cuantic ce depășește capacitățile actuale ale supercomputerele clasice”, a declarat Marco Pistoia de la JPMorganChase.
La rândul său, CEO-ul Quantinuum, Dr. Rajeeb Hazra, a evidențiat importanța acestui progres pentru redefinirea securității cuantice și pentru aplicabilitatea sa în industrii precum finanțe și producție.
Mai mult, această realizare demonstrează că supremația cuantică nu este doar o demonstrație de laborator, ci o posibilitate practică. Până acum, în ciuda demonstrării că un computer cuantic poate depăși un supercomputer la anumite sarcini, nimeni nu a reușit să transforme această putere într-o aplicație concretă, cu valoare imediată. Acum, cu această metodă de generare a numerelor aleatorii, am trecut de la „ce ar putea fi” la „ce este posibil acum”.
Descoperirea echipei internaționale marchează un moment crucial în istoria calculului cuantic. Nu este doar un succes tehnologic, ci o schimbare de paradigmă, trecerea de la teorii ambițioase la instrumente practice cu aplicații concrete în securitatea datelor, criptografie și inteligență artificială. Pe măsură ce se adaugă qubiți și se depășesc barierele, viitorul devine nu doar cuantic, ci cu adevărat imprevizibil.
