Le travail pourrait être utile dans des environnements de haute sécurité, explique l’analyste de l’industrie.
Une équipe qui comprenait des chercheurs d’une banque américaine dit avoir créé un protocole qui peut générer des nombres véritablement aléatoires certifiés, ouvrant la possibilité que les ordinateurs quantiques de génération actuel puissent être utilisés pour des applications sécurisées en finance, cryptographie, cybersécurité et confidentialité.
Cependant, un analyste de l’industrie est prudent.
Pourquoi cela pourrait être important
Pourquoi cette recherche est-elle importante? Les ordinateurs quantiques pratiques capables de briser le chiffrement de courant peuvent être de cinq à 10 ans, mais pour protéger les solutions actuelles et en créer de nouvelles avec des ordinateurs quantiques, des applications seront nécessaires qui peuvent générer des nombres aléatoires pour les clés de chiffrement qui sont imprévisibles et ne peuvent pas être fissurées par des machines quantiques.
« La génération de nombres aléatoires est une sous-tension de cryptographie efficace parce que vous avez besoin de hasard pour générer efficacement les clés », a déclaré Carielli. « Si un manque de hasard réduit le nombre de clés potentielles par un facteur significatif, un attaquant peut utiliser une force brute ou deviner une clé. »
Elle a ajouté: «Au fil des ans, il y a eu des problèmes de mauvaise génération de nombres aléatoires qui ont entravé les implémentations cryptographiques. Il existe également de nombreuses méthodes de génération de nombres aléatoires réputées disponibles. L’utilisation d’un ordinateur quantique pour la génération de nombres aléatoires est certainement une option, bien qu’il puisse y avoir des questions sur le coût ou l’évolutivité.»
Pourrait être utilisé sur des machines quantiques à court terme
Les auteurs de l’article, publiés dans, ont déclaré que la recherche montre que les ordinateurs quantiques ont le potentiel de résoudre des problèmes mieux que les techniques de calcul classiques, mais les exigences de ressources des algorithmes quantiques connus pour ces problèmes les mettent loin de la portée des machines quantiques qui existent maintenant ou à court terme.
Cependant, les chercheurs, qui venaient de JPMorganChase, Quannuum, Argonne National Laboratory, Oak Ridge National Laboratory et l’Université du Texas à Austin, ont déclaré que leur solution montre que les ordinateurs quantiques actuels et à court terme peuvent effectuer au moins une tâche pratiquement utile: créer des chiffres vraiment aléatoires.
L’équipe l’a fait en créant un protocole qui a couru sur Internet sur un ordinateur quantique piégé de 56 qubits à partir de quantinuum basé aux États-Unis.
Selon une déclaration de JPMorganChase, les chercheurs ont exploité une tâche à l’origine conçue pour démontrer l’avantage quantique, appelé échantillonnage de circuits aléatoires (RCS), pour effectuer un protocole certifié-randomness-expansion, qui produit plus de hasard que ce qu’il ne prend en faveur. Cette tâche, a-t-elle dit, est irréalisable par le calcul classique.
Hasard certifié
Le type de hasard idéal aurait les trois caractéristiques suivantes, a déclaré JPMorganChase dans un article de blog:
- Il provient d’une source de confiance vérifiable.
- Il est livré avec des garanties mathématiques rigoureuses.
- Il n’aurait pas pu être manipulé par un adversaire malveillant.
Il est connu sous le nom de. Et, a déclaré le message, « Il s’avère que un tel protocole est impossible à réaliser à l’aide d’ordinateurs conventionnels mais peut être accompli en utilisant un ordinateur quantique. »
Le protocole de l’équipe comprenait deux étapes. Tout d’abord, il a généré des circuits aléatoires de défi (les programmes quantiques sont appelés circuits) et les ont envoyés à l’ordinateur quantique distant non fiable, qui a ensuite été invité à retourner les nombres «aléatoires» résultants. Cette méthodologie a également été testée contre les meilleures techniques actuellement connues pour simuler des circuits aléatoires sur les superordinateurs conventionnels les plus puissants du monde; Alors que le temps d’exécution quantique par défi était d’environ deux secondes, l’équipe a estimé que les circuits de défi ne pouvaient être simulés que dans environ 100 secondes.
Ensuite, pour vérifier que de vrais nombres aléatoires avaient été générés, le caractère aléatoire des résultats a été certifié mathématiquement pour être authentique en utilisant des supercalculateurs classiques au US Department of Energy.
« Lorsque j’ai proposé pour la première fois mon protocole d’aléatoire certifié en 2018, je ne savais pas combien de temps j’avais besoin d’attendre pour voir une démonstration expérimentale de celui-ci », a déclaré Scott Aaronson, Schlumberger Centennial Haid of Computer Science et directeur du Quantum Information Center de l’Université du Texas à Austin. «Je suis ravi que JPMorganChase et Quannuum se soient maintenant construits sur le protocole d’origine et l’ont réalisé. Il s’agit d’une première étape vers l’utilisation d’ordinateurs quantiques pour générer des bits aléatoires certifiés pour des applications cryptographiques réelles.»
