Квантовый компьютер впервые продемонстрировал превосходство в решении реальных задач

Квантовые компьютеры обеспечивают генерацию сертифицированных случайных чисел: новый этап в безопасности данных

В недавних экспериментах, проведённых на квантовом компьютере второго поколения, была достигнута значимая веха в области квантовых вычислений и безопасности данных — сертифицированная случайность. Этот прорыв был описан в ведущем научном журнале *Nature*, привлекая внимание экспертов в области информационной безопасности и квантовых технологий.

Метод, разработанный Скоттом Ааронсоном, профессором компьютерных наук и директором Центра квантовой информации Техасского университета в Остине, представляет собой алгоритм, состоящий из двух ключевых этапов: генерации случайных чисел и их сертификации. Созданные числа подвергались проверке на классических суперкомпьютерах, которые имеют объединённую производительность 1,1 экзафлопс — это эквивалентно 1,1 × 10¹⁸ операций в секунду.

Ааронсон отметил: «Когда я впервые предложил свой протокол сертифицированной случайности в 2018 году, я не мог предположить, как долго продлится его экспериментальная демонстрация. Реализация этого протокола — это первый шаг к использованию квантовых компьютеров для генерации сертифицированных случайных битов, которые могут быть применены в реальной криптографии».

В последние годы несколько компаний сообщили о достижении квантового превосходства, то есть способности решать задачи, недоступные классическим компьютерам. Однако новый эксперимент отражает переход от теории к практическому применению, которое может потрясти основы криптографических методов.

Марко Постойя, руководитель прикладных исследований JPMorgan Chase, пояснил: «Этот прорыв демонстрирует решение реальной задачи, которая ранее была недоступна современным классическим суперкомпьютерам. Сертифицированная случайность критически важна для криптографии, статистических исследований и моделирования».

В отличие от классических компьютеров, которые не могут генерировать истинно случайные числа, новый метод представляет собой защиту от возможных манипуляций со стороны злоумышленников. Репликация классических генераторов случайных чисел подвержена риску компрометации, что может открыть двери для атак на криптографические системы. Квантовая генерация случайных чисел же обеспечивает абсолютную защиту от подделок, даже если сам квантовый компьютер окажется скомпрометированным.

Эксперимент был проведён на квантовом компьютере System Model H2, который использует ионные ловушки и в прошлом году был расширен до 56 кубитов. Раджиб Хазра, глава компании-производителя Quantinuum, заявил: «Сегодня мы отмечаем важное событие, которое приближает квантовые вычисления к реальным применениям. Наша технология на ионных ловушках устанавливает новый стандарт для квантовой безопасности и моделирования в таких областях, как финансы и промышленность».

Таким образом, достижения в области квантовых технологий открывают новые горизонты для безопасности данных и криптографии, что подтверждает растущий интерес научного сообщества и бизнеса. Согласно исследованиям рынка, сектор квантовой криптографии к 2026 году может достичь оборота в более чем 2 миллиарда долларов, что свидетельствует о коммерческом потенциале новых технологий и их важности в современном мире.