研究人员开发了一种新的通信范式,可以让他们通过Internet安全地将PC安全地连接到量子计算机。
该技术被称为“盲量计算”,使用光纤电缆将量子计算机与A连接 光子- 检测设备并使用量子内存—等效于量子计算机的常规计算内存。该设备直接连接到PC,然后可以远程对量子计算机进行操作。4月10日在《杂志》上发表的一项新研究中概述了细节 物理评论信。
量子计算机 提供了远远超过传统计算机的处理能力的潜力。但是它们也非常细腻,需要冷却到附近 绝对零 防止外部干扰量子状态。传统的计算机可以通过Internet连接到服务器以存储信息并访问处理能力。但是,总是有可能拦截信息的风险。
一些公司通过云提供量子计算服务,包括IBM和Amazon Web Services(AWS),尽管科学家认为这些服务不是100%安全或可扩展的。但是,使用新方法将PC连接到量子计算机可以为用户提供远程运行计算的方法,但请保持结构隐藏。同时通过嵌入隐藏的测试来验证计算。
有关的: 量子计算的突破可能仅使用新的错误校正系统,仅数百万个Qubit(而不是数百万)发生
研究中的量子计算机使用了一种称为离子陷阱的电子设备。使用电势,通过陷阱内的电动力场捕获钙和锶的单一含量离子(量子计算机中的Qubit),然后冷却以控制原子的电子状态并防止它们逃脱。光子—建立了量子计算机与远程计算机之间的链接;通过大型目标镜头聚焦到光纤中,然后传输给用户。
在盲量量计算中,用户使用光子检测和重新配置设备通过Internet连接到量子计算机,以引导量子计算机的Qubits。因此,输入,算法和输出有效地从量子计算机上隐藏了。
“由于服务器对正在处理的数据一无所知,这意味着我们可以使用算法在量子计算机上运行测试,我们已经知道结果了,”研究的主要作者 彼得·德莫塔(Peter Drmota)牛津大学的博士后研究助理告诉Live Science。“如果我们将此类测试回合与实际算法交织在一起,那么我们就可以确信实际的计算还可以返回有效的结果。”
远程计算机和量子计算机在整个计算过程中不断交换信息。因此,由于持续的通信,量子存储器将光子状态存储比以前所需的时间更长。PC和量子计算机之间的传输也可以使用一次性PAD加密进行加密。一种高度安全的加密形式。
Drmota说:“流量是在整个计算中分布的,但这也带来了挑战,我们是实验中第一个要解决的问题。”“由于进行沟通需要时间,我们需要将量子记忆存储比以前可能更长的时间。在我们的实验中,我们有连贯的时间(Qubit保持活力的时间,并且没有被损坏)长达10秒。”
这也有望通过Internet进行高度安全的方法。在量子计算中,检测到任何复制或拦截数据的尝试,因为任何观察结果都会导致量子波函数崩溃并改变亚原子粒子的基础线状态。因此,如果服务器试图查看发生了什么,那么数据将损坏。
科学家补充说,他们的方法是高度可扩展的,与基于没有量子内存的光子平台的先前实验不同,因为系统配置以避免信息损失。但是,缩放还需要额外的量子位添加到系统中,并要求控制错误率。尽管这增加了挑战,但此类改进将在量子计算机端处,而无需远程用户进行任何更改。
盲量量子计算可能会在市售。启用量子计算机安全连接所需的一切都是插入计算机中的光子极化测量设备,以及高保真的光子链接&mdash—例如光纤电缆。

