În era în care securitatea cibernetică devine o prioritate globală, o descoperire inovatoare promite să revoluționeze domeniul. O echipă de cercetători de la JPMorganChase, Quantinuum, Laboratoarele Naționale Oak Ridge și Argonne, și Universitatea din Texas a realizat ceea ce părea imposibil: generarea de numere aleatorii autentice folosind un computer cuantic cu 56 de qubiți. Această descoperire, publicată în revista Nature, reprezintă un moment crucial în transformarea potențialului teoretic al calculului cuantic în aplicații practice cu impact real în criptografie, etică și securitate.
Procesul, cunoscut drept generare de aleatorietate certificată, implică crearea de biți absolut aleatori de către computerul cuantic și validarea lor prin intermediul supercomputere clasice. Aspectul remarcabil este că, chiar dacă un potențial atacator ar controla computerul cuantic, nu ar putea influența rezultatul fără ca sistemul să detecteze lipsa de aleatorietate. Această tehnologie devine o metodă de apărare eficientă împotriva amenințărilor cibernetice.
Teorie devenită realitate: Protocolul lui Aaronson și puterea lui H2
Baza acestei demonstrații este pe un protocol teoretic propus în 2018 de Scott Aaronson, profesor la UT Austin. Împreună cu fostul său elev Shih-Han Hung, Aaronson a fundamentat teoretic acest experiment. După ani de cercetare, teoria a fost transpusă în realitate folosind computerul cuantic System Model H2, dezvoltat de Quantinuum.
Computerul cuantic H2, modernizat la 56 de qubiți în iunie 2024, oferă un avantaj semnificativ datorită fidelității ridicate și conectivității „all-to-all” (fiecare qubit interacționează cu toate celelalte). Această caracteristică a permis rularea eficientă a unei tehnici numite Random Circuit Sampling (RCS), inițial utilizată doar pentru demonstrarea avantajului cuantic, dar acum esențială în generarea și extinderea de biți aleatorii autentici.
Protocolul este structurat în două etape: în prima, computerul cuantic este solicitat să rezolve probleme complexe, inaccesibile supercomputerele clasice în timp real. În a doua etapă, rezultatele sunt analizate matematic pentru a verifica dacă soluțiile sunt autentic aleatorii și imposibil de replicat prin metode clasice.
Rezultatul final este o demonstrație validată de supercomputere cu o capacitate combinată de 1,1 ExaFLOPS, care au certificat peste 71.000 de biți de entropie autentică.
Impactul asupra viitorului criptografiei și al industriei
Această descoperire pavează calea către un viitor în care computerele cuantice nu vor mai fi doar concepte teoretice, ci instrumente vitale pentru industrie, finanțe, guvern și apărare. Aleatorietatea autentică este un element crucial pentru criptografie, simularea complexă, algoritmi etici de decizie și sisteme robuste de inteligență artificială.
„Această cercetare reprezintă o etapă majoră în calculul cuantic, demonstrând o soluție practică la o problemă importantă, folosind un computer cuantic ce depășește capacitățile supercomputerele clasice actuale”, a declarat Marco Pistoia de la JPMorganChase.
La rândul său, CEO-ul Quantinuum, Dr. Rajeeb Hazra, a evidențiat importanța acestui progres în redefinirea securității cuantice și în aplicabilitatea în domenii ca finanțe și producție.
În plus, această realizare demonstrează că supremația cuantică nu este doar un experiment de laborator, ci o posibilă aplicabilitate practică. Deși un computer cuantic a demonstrat depășirea capacității supercomputerele clasice la anumite sarcini, transformarea acestei superiorități într-o aplicație concretă nu se realizase până acum. Acum, cu această tehnică de generare a numerelor aleatorii, am trecut de la potențial la aplicabilitate.
Descoperirea echipei internaționale reprezintă un moment de cotitură în istoria calculului cuantic. Nu este vorba doar de un succes tehnologic, ci de o schimbare de paradigmă: trecerea de la teorii ambițioase la instrumente funcționale cu aplicații practice în securitatea datelor, criptografie și inteligență artificială. Cu fiecare qubit adăugat și fiecare barieră depășită, viitorul devine din ce în ce mai imprevizibil.