由于牛津大學(xué)物理系科學(xué)家在保證安全和隱私方面取得的突破，下一代量子計算的全部力量很快就會被數(shù)以百萬計的個人和公司所利用。這一進展有望釋放基于云的量子計算的變革潛力，并在頗具影響力的美國科學(xué)雜志上發(fā)表的一項新研究中詳細介紹了這一進展物理評論快報。

量子計算正在迅速發(fā)展，為新的應(yīng)用程序鋪平了道路，這些應(yīng)用程序可以改變醫(yī)療保健和金融服務(wù)等許多領(lǐng)域的服務(wù)。它的工作方式與傳統(tǒng)計算完全不同，并且可能更強大。然而，目前它需要受控條件才能保持穩(wěn)定，并且人們對數(shù)據(jù)真實性以及當(dāng)前安全和加密系統(tǒng)的有效性感到擔(dān)憂。

谷歌、亞馬遜和 IBM 等幾家領(lǐng)先的云服務(wù)提供商已經(jīng)分別提供了量子計算的一些要素。保護客戶數(shù)據(jù)的隱私和安全是擴大和擴展其使用以及隨著技術(shù)進步開發(fā)新應(yīng)用程序的重要前提。牛津大學(xué)物理學(xué)研究人員的新研究解決了這些挑戰(zhàn)。

“我們首次證明，云中的量子計算可以通過可擴展、實用的方式進行訪問，這也將為人們提供完全的數(shù)據(jù)安全性和隱私性，以及驗證其真實性的能力，”大衛(wèi)·盧卡斯教授說。牛津大學(xué)物理研究團隊的聯(lián)合負責(zé)人，也是牛津大學(xué)物理所領(lǐng)導(dǎo)的英國量子計算和模擬中心的首席科學(xué)家。

在這項新研究中，研究人員使用了一種被稱為“盲量子計算”的方法，該方法以完全安全的方式連接兩個完全獨立的量子計算實體(可能是在家中或辦公室訪問云服務(wù)器的個人)。重要的是，他們的新方法可以擴展到大型量子計算。

“使用盲量子計算，客戶可以訪問遠程量子計算機，用秘密算法處理機密數(shù)據(jù)，甚至驗證結(jié)果是否正確，而不會泄露任何有用的信息。牛津大學(xué)物理系的研究負責(zé)人Peter Drmota 博士說： “實現(xiàn)這一概念是量子計算和確保我們的在線信息安全方面向前邁出的一大步。”

研究人員創(chuàng)建了一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括量子計算服務(wù)器和在遠程訪問其云服務(wù)的獨立計算機上檢測光子或光粒子的簡單設(shè)備之間的光纖網(wǎng)絡(luò)鏈路。這允許通過網(wǎng)絡(luò)進行所謂的盲量子計算。每次計算都會產(chǎn)生校正，該校正必須應(yīng)用于所有后續(xù)計算，并且需要實時信息以符合算法。研究人員使用量子存儲器和光子的獨特組合來實現(xiàn)這一目標(biāo)。

大衛(wèi)·盧卡斯教授表示：“歷史上，圍繞數(shù)據(jù)和代碼隱私的問題從未像當(dāng)今云計算和人工智能時代那樣受到如此緊迫的爭論。” “隨著量子計算機變得越來越強大，人們將尋求在網(wǎng)絡(luò)上以完全安全和隱私的方式使用它們，而我們的新結(jié)果標(biāo)志著這方面能力的一步改變。”

研究結(jié)果最終可能導(dǎo)致插入筆記本電腦的設(shè)備的商業(yè)開發(fā)，以在人們使用量子云計算服務(wù)時保護數(shù)據(jù)。

牛津大學(xué)物理系探索量子計算和技術(shù)的研究人員可以使用最先進的Beecroft實驗室設(shè)施，該設(shè)施專門用于創(chuàng)造穩(wěn)定和安全的條件，包括消除振動。

這項研究的資金來自英國量子計算和模擬(QCS)中心，來自英國國家量子計算中心、巴黎索邦大學(xué)、愛丁堡大學(xué)和馬里蘭大學(xué)的科學(xué)家合作開展了這項工作。