L’intera potenza dell’informatica quantistica di prossima generazione potrebbe presto essere sfruttata da milioni di individui e aziende, grazie a una svolta degli scienziati dell’Università di fisica di Oxford che garantiscono sicurezza e privacy. Questo progresso promette di sbloccare il potenziale di trasformazione del calcolo quantistico basato sul cloud ed è dettagliato in un nuovo studio pubblicato su Physical Review Letters . L'articolo è intitolato "Calcolo quantistico cieco verificabile con ioni intrappolati e singoli fotoni."

L’informatica quantistica si sta sviluppando rapidamente, aprendo la strada a nuove applicazioni che potrebbero trasformare i servizi in molti settori come l’assistenza sanitaria e i servizi finanziari. Funziona in modo fondamentalmente diverso rispetto ai computer convenzionali ed è potenzialmente molto più potente. Tuttavia, attualmente richiede condizioni controllate per rimanere stabili e ci sono preoccupazioni circa l'autenticità dei dati e l'efficacia degli attuali sistemi di sicurezza e crittografia.

Diversi fornitori leader di servizi basati su cloud, come Google, Amazon e IBM, offrono già separatamente alcuni elementi del calcolo quantistico. La tutela della privacy e della sicurezza dei dati dei clienti è un precursore fondamentale per aumentarne ed espanderne l'utilizzo e per lo sviluppo di nuove applicazioni man mano che la tecnologia avanza. Il nuovo studio condotto dai ricercatori della Oxford University Physics affronta queste sfide.

"Abbiamo dimostrato per la prima volta che è possibile accedere al calcolo quantistico nel cloud in modo scalabile e pratico, il che garantirà inoltre alle persone la completa sicurezza e riservatezza dei dati, oltre alla possibilità di verificarne l'autenticità", ha affermato il professor David Lucas, che è co-responsabile del gruppo di ricerca di fisica dell'Università di Oxford ed è scienziato capo presso il Quantum Computing and Simulation Hub del Regno Unito, guidato dalla fisica dell'Università di Oxford.

Nel nuovo studio, i ricercatori utilizzano un approccio chiamato “blind quantum computing”, che collega due entità di calcolo quantistico totalmente separate – potenzialmente un individuo a casa o in ufficio che accede a un server cloud – in modo completamente sicuro. È importante sottolineare che i loro nuovi metodi potrebbero essere adattati a calcoli quantistici di grandi dimensioni.

"Utilizzando il calcolo quantistico cieco, i clienti possono accedere a computer quantistici remoti per elaborare dati riservati con algoritmi segreti e persino verificare che i risultati siano corretti, senza rivelare alcuna informazione utile. Realizzare questo concetto è un grande passo avanti sia nel calcolo quantistico che nel mantenere le nostre informazioni al sicuro online", ha affermato il dottor Peter Drmota, responsabile dello studio, della fisica dell'Università di Oxford.

I ricercatori hanno creato un sistema comprendente un collegamento di rete in fibra tra un server di calcolo quantistico e un semplice dispositivo che rileva fotoni, o particelle di luce, su un computer indipendente che accede da remoto ai suoi servizi cloud. Ciò consente il cosiddetto calcolo quantistico cieco su una rete.

Ogni calcolo comporta una correzione che deve essere applicata a tutto ciò che segue e necessita di informazioni in tempo reale per conformarsi all'algoritmo. Per raggiungere questo obiettivo i ricercatori hanno utilizzato una combinazione unica di memoria quantistica e fotoni.

"Mai nella storia le questioni relative alla privacy dei dati e del codice sono state dibattute con maggiore urgenza come nell'era attuale del cloud computing e dell'intelligenza artificiale", ha affermato il professor David Lucas. "Man mano che i computer quantistici diventeranno più capaci, le persone cercheranno di usarli in totale sicurezza e privacy sulle reti, e i nostri nuovi risultati segnano un cambiamento radicale nelle capacità in questo senso."

I risultati potrebbero infine portare allo sviluppo commerciale di dispositivi da collegare ai laptop, per salvaguardare i dati quando le persone utilizzano servizi di cloud computing quantistico.

I ricercatori che esplorano l'informatica e le tecnologie quantistiche presso la Oxford University Physics hanno accesso alla struttura del laboratorio all'avanguardia Beecroft, appositamente costruita per creare condizioni stabili e sicure, inclusa l'eliminazione delle vibrazioni.

Ulteriori informazioni: P. Drmota et al, Calcolo quantistico cieco verificabile con ioni intrappolati e fotoni singoli, lettere di revisione fisica (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.150604

Informazioni sul giornale: Lettere di revisione fisica

Fornito dall'Università di Oxford