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Quantinuum发布首个产品:为加密提供真正的随机数

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新兴技术及应用
作者:量子前哨
2021-12-08 15:12
迄今为止,随机数生成服务是Quantinuum量子计算的第一个商业化应用程序。未来学家们可能对其他潜在应用更感兴趣,包括开发更好的新材料、更节能的化学催化剂,对重要金融产品进行定价等。

编译|王珩

编辑|慕一

如今对量子计算机的一大担忧是,它强大的计算能力可能会被用来破解常用的数字加密形式,虽然没人能确切知道这一场景什么时候会发生。

这场数据隐私的世界末日虽仍未实现,但这已经引发了一些极具破坏性的网络攻击现象的出现。例如,有些黑客正在收集加密信息,以期日后在量子计算机的帮助下将之解码。

但是可以用量子计算机本身来防范其带来的网络安全威胁,日前刚刚合并成立的量子计算公司——Quantinuum提供了一种防御措施:其子公司Cambridge Quantum宣布,Quantum Origin将为客户提供量子计算机生成的随机数来创建加密密钥。

当前,许多加密系统依赖于随机数的生成,但大多数随机数生成器也仅是提供近似随机性。也就是说,如果攻击者知道其中的生成算法,就可以轻松地对其进行逆向工程。例如,一些公司利用经典物理学中的自然现象,例如流体动力学的难以预测性,来创建随机数。但实际上这并非完全随机,攻击者一旦知道其正在使用的自然现象或一些潜在模式,就可以轻松地破解加密。

现在不需要使用量子计算机,也能利用这种伪随机数的漏洞进行攻击。正如爱德华·斯诺登 (Edward Snowden) 在揭示泄密事件中所猜测的那样:缺乏真正的随机性,可能是美国国家安全局得以破解大量数字通信加密的原因之一。

相比之下,使用量子力学原理产生的随机数是能够实现真正地随机性的,例如观察处于量子状态的亚原子粒子的自旋,在观察到粒子的瞬间之前,是无法预测粒子的自旋是什么样的。这些随机数既可以用于现有的加密服务中,例如 RSA和AES;同时也可以用于新的加密方案,例如美国国家标准与技术研究院 (NIST)已经正在考虑采用这种方法,探索更强大的量子计算防御的可能。

Cambridge Quantum谈到,将使用最初由霍尼韦尔开发的System Model H1量子计算机来为加密密钥创建随机数。System Model H1量子计算机通过离子阱技术来创建其量子比特,由于离子阱的相干时间更长,所以相比于拥有更多量子比特的IBM、谷歌和Rigetti 等竞对们,System Model H1量子计算机的10个量子位能够更准确地执行某些计算。

Cambridge Quantum表示,Quantum Origin将以云服务的形式向客户提供加密密钥服务。这是该公司自合并以来发布的第一个商业产品 。

Cambridge Quantum网络安全主管 Duncan Jones 讲到,公司将按照每月每个密钥的模式对加密密钥定价,同时根据客户购买的密钥数量给出相应的优惠。Duncan Jones并未透露具体费用,不过他讲到现在的云服务公司通常对不带随机性保证的密钥收取每个月约1美元的费用。

据Quantinuum消息,目前已经在进行试点的项目有:富士通正在将Quantum Origin集成到其广域通信网络产品中;Axiom Space在其正在建设的商业空间站中采用Quantum Origin加密密钥来保障通信链路安全。  

当然,Quantinuum 并不是唯一一家使用量子力学原理来生成加密随机数的公司,此外还有Quintessence Labs、ID Quantique 和 Quside Technologies。但Quantinuum是第一家使用通用量子计算机生成随机数的公司,同时宣称能够比其它公司更快、更低成本地生成随机数。

迄今为止,随机数生成服务是Quantinuum量子计算的第一个商业化应用程序。未来学家们可能对其他潜在应用更感兴趣,包括开发更好的新材料、更节能的化学催化剂,对重要金融产品进行定价等。

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