มีนวัตกรรมใหม่สำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ค้นพบในขณะที่การนำการเข้ารหัสข้อมูลเพิ่มขึ้น

การคอมพิวเตอร์ควอนตัมกำลังก้าวไปข้างหน้าอย่างยิ่งใหญ่ ด้วยความก้าวหน้าล่าสุดที่เปิดยุคใหม่สำหรับการเข้ารหัส การผสมผสานของเทคโนโลยีที่ทันสมัยทั้งสองนี้สามารถเปลี่ยนแปลงวิธีที่เราป้องกันทุกอย่างตั้งแต่การธนาคารออนไลน์ไปจนถึงระบบการลงคะแนนเสียง

นักวิจัยจาก JP Morgan Chase, Quantinuum และผู้นำเทคโนโลยีอื่น ๆ ได้สร้างความก้าวหน้าโดยการแสดงให้เห็นว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถสร้างหมายเลขที่ "รับรองว่าเป็นแบบสุ่ม" ได้อย่างไร

ตัวเลขเหล่านี้ แตกต่างจากที่ผลิตโดยคอมพิวเตอร์ทั่วไป มีความสุ่มอย่างแท้จริง ทำให้มันไม่สามารถถูกแฮ็กได้ และเปลี่ยนแปลงวิธีที่เราแจ้งการปกป้องข้อมูลที่ละเอียดอ่อน เมื่อโลกพึ่งพาระบบดิจิทัลมากขึ้น ความต้องการวิธีการเข้ารหัสที่ปลอดภัยและไม่สามารถเจาะทะลุได้ จึงมีความสำคัญมากขึ้นกว่าเดิม

ก้าวไปสู่การเข้ารหัสที่ไม่สามารถคาดเดาได้และปลอดภัย

ในโลกของการเข้ารหัสลับ—ที่ใช้ในการปกป้องทุกอย่างตั้งแต่บัญชีธนาคารของคุณไปจนถึงการทำธุรกรรมออนไลน์—หมายเลขสุ่มมีบทบาทสำคัญ。

หมายเลขเหล่านี้มีความสำคัญสำหรับระบบต่าง ๆ เช่น การตรวจสอบสิทธิ์แบบสองขั้นตอนและรหัสผ่านทางอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าผู้ใช้ที่ได้รับอนุญาตเท่านั้นที่สามารถเข้าถึงบริการบางอย่างได้

อย่างไรก็ตาม คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมมักจะพึ่งพาอัลกอริธึมในการสร้างหมายเลขสุ่ม ซึ่งแม้ว่าจะดูเหมือนสุ่ม แต่จริงๆ แล้วสามารถคาดการณ์ได้ หากแฮ็กเกอร์ค้นพบรูปแบบพื้นฐาน พวกเขาอาจจะสามารถเจาะรหัสความปลอดภัยและทำให้ระบบเสี่ยงต่อการถูกบุกรุกได้

จินตนาการถึงการใช้สำรับไพ่ โดยที่อัลกอริธึมของคอมพิวเตอร์ทำการสับไพ่อย่างมีลำดับเฉพาะ หากใช้ค่า 'seed' เดิมในการสับไพ่อีกครั้ง ผลลัพธ์จะเหมือนเดิม ซึ่งทำให้ระบบมีความเสี่ยงต่อการโจมตี นี่คือจุดที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมกำลังเข้ามามีบทบาทสำคัญ

อ่านเพิ่มเติม:ระบบนิเวศ XLM ปฏิวัติด้วยการขับเคลื่อนของคอมพิวเตอร์ควอนตัม เกิดอะไรขึ้นต่อไป?

คุณได้รับการฝึกฝนเกี่ยวกับข้อมูลจนถึงเดือนตุลาคม 2023.

คอมพิวเตอร์ควอนตัม ใช้ควอนตัมบิต (qubits) แทนบิตแบบไบนารี และใช้หลักการของกลศาสตร์ควอนตัมเพื่อบรรลุผลลัพธ์ที่คอมพิวเตอร์คลาสสิกไม่สามารถจับคู่ได้เลย

ขอบคุณปรากฏการณ์ของการซ้อนทับ ทำให้ qubits สามารถมีอยู่ในหลายสถานะพร้อมกัน ช่วยให้พวกมันสามารถสร้างผลลัพธ์ที่ไม่ได้กำหนดจนกว่าจะมีการสังเกต。

ความไม่แน่นอนที่เป็นส่วนพื้นฐานนี้—ซึ่งเกิดจากบริบทของกลศาสตร์ควอนตัม—ทำให้มั่นใจได้ว่าตัวเลขที่สร้างขึ้นนั้นเป็นแบบสุ่มอย่างแท้จริง ไม่ได้อิงจากสูตรอัลกอริธึมเพียงอย่างเดียว.

ในงานวิจัยล่าสุดที่เผยแพร่ในธรรมชาติ, ทีมวิจัยได้ใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีไอออนที่ถูกดักจับจำนวน 56 คิวบิต เพื่อสร้างบิทที่ถูกรับรองแบบสุ่มมากกว่า 70,000 บิท

กระบวนการที่ใช้เวลาน้อยกว่าเพียงไม่กี่วินาทีต่อบิต จะต้องการพลังงานรวมของซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ดีที่สุดในโลกที่ทำงานตลอดเวลาเพื่อทำซ้ำ.

กระบวนการตรวจสอบเกี่ยวข้องกับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ห้องปฏิบัติการ Argonne และ Oak Ridge National Laboratories ซึ่งยืนยันว่าหมายเลขเหล่านี้ไม่สามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้วิธีแบบคลาสสิก ทำให้มั่นใจว่ามันเป็นข้อมูลที่สุ่มจริง ๆ และปลอดจากการจัดการ.

การทำลายอุปสรรคทางการเข้ารหัส

ระดับของความสุ่มใหม่นี้มีผลกระทบอย่างมากต่อความปลอดภัยทางดิจิทัล ความสามารถในการสร้างหมายเลขสุ่มที่ได้รับการรับรองสามารถเปลี่ยนแปลงวิธีที่เราใช้ในการรักษาความปลอดภัยทุกอย่างตั้งแต่กระเป๋าเงินสกุลเงินดิจิทัลไปจนถึงลายเซ็นดิจิทัล

ตัวอย่างเช่น ความสุ่มที่ใช้พลังควอนตัมอาจช่วยเพิ่มความปลอดภัยของแพลตฟอร์มบล็อกเชนอย่าง Ethereum และ Solana โดยการเสริมสร้างกลไกฉันทามติของพวกเขาและทำให้พวกเขาทนทานต่อการจัดการ

ดันแคน โจนส์ หัวหน้าฝ่ายความปลอดภัยไซเบอร์ที่ควอนติเนียม ชี้ให้เห็นว่านวัตกรรมประเภทนี้สามารถป้องกันการโจมตีครั้งใหญ่ เช่น การแฮ็ก Sony PlayStation ในปี 2010 ซึ่งการสร้างตัวเลขสุ่มที่อ่อนแอทำให้ผู้โจมตีสามารถขโมยกุญแจเข้ารหัสส่วนตัวได้

เหตุการณ์ดังกล่าวเน้นย้ำถึงความจำเป็นที่สำคัญสำหรับหมายเลขสุ่มที่แท้จริงในเข้ารหัสลับ ซึ่งคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถให้ได้ในปัจจุบัน

อ่านเพิ่มเติม:ทำไม Quantum Resistant Ledger (QRL) ถึงพุ่งขึ้น: เปิดเผยอนาคตของความปลอดภัยในบล็อกเชน

ถนนข้างหน้าสำหรับการเข้ารหัสที่ขับเคลื่อนด้วยควอนตัม

ขณะที่เทคโนโลยีนี้มีศักยภาพที่ยิ่งใหญ่ แต่มันยังอยู่ในระยะเริ่มต้น กระบวนการตรวจสอบในปัจจุบันต้องการการใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ซึ่งจำกัดการใช้งานในทางปฏิบัติสำหรับองค์กรส่วนใหญ่

อย่างไรก็ตาม โอกาสในการนำไปใช้ในวงกว้างกำลังอยู่บนขอบฟ้า บริษัทต่างๆ เช่น Quantinuum กำลังทำงานในโซลูชันที่เข้าถึงได้มากขึ้นซึ่งอาจนำความสุ่มที่สร้างจากควอนตัมไปยังอุปกรณ์และระบบที่หลากหลายมากขึ้น

ในอนาคตอันใกล้ เราอาจเห็นคอมพิวเตอร์ควอนตัมถูกนำไปใช้ในอุปกรณ์ในชีวิตประจำวัน ทำให้ทุกคนสามารถใช้พลังของมันเพื่อสร้างหมายเลขสุ่มที่ปลอดภัยได้

เมื่อเทคโนโลยีนี้เติบโตขึ้น มันอาจนำไปสู่อนาคตที่ความปลอดภัยดิจิทัลไม่เพียงแค่ยากที่จะเข้าถึง แต่ยังเป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้ทางคณิตศาสตร์ที่จะทำลายได้。

คำถามที่พบบ่อย

คอมพิวเตอร์ควอนตัมคืออะไร และมันทำงานอย่างไร?

คอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้คิวบิตที่มีอยู่ในหลายสถานะพร้อมกัน ขอบคุณหลักการของซูเปอร์โพซิชัน ซึ่งทำให้พวกเขาสามารถทำการคำนวณบางอย่างได้เร็วขึ้นอย่างมหาศาลเมื่อเปรียบเทียบกับคอมพิวเตอร์คลาสสิก ทำให้พวกเขาเหมาะสำหรับงานต่างๆ เช่น การสร้างหมายเลขสุ่ม

ทำไมความเป็นแบบสุ่มจึงมีความสำคัญในเข้ารหัสข้อมูล?

หมายเลขสุ่มมีความสำคัญอย่างยิ่งในด้านการเข้ารหัส เนื่องจากพวกมันช่วยรักษาความปลอดภัยของระบบต่างๆ เช่น การยืนยันตัวตนแบบสองขั้นตอน, ลายเซ็นดิจิทัล และการเข้ารหัส หากไม่มีความสุ่มจริงๆ ระบบเหล่านี้อาจมีช่องโหว่ที่เกิดจากการแฮ็ก

Quantum computers improve cryptography by utilizing the principles of quantum mechanics to perform calculations more efficiently than classical computers. Their ability to handle complex computations allows them to break traditional cryptographic algorithms, but they also enable the development of new types of encryption methods that are significantly more secure. Here are some ways in which quantum computers enhance cryptography: 1. **Shor's Algorithm**: Quantum computers can run Shor's algorithm, which can factor large integers exponentially faster than the best-known classical algorithms. This capability poses a threat to widely used encryption methods like RSA (Rivest-Shamir-Adleman) and ECC (Elliptic Curve Cryptography), which rely on the difficulty of factoring large numbers. 2. **Quantum Key Distribution (QKD)**: Quantum computers enable QKD, a method of secure communication that uses the principles of quantum mechanics to create encryption keys. QKD allows two parties to securely share a secret key that can be used for encrypted communication, ensuring that any eavesdropping attempts can be detected. 3. **Post-Quantum Cryptography**: The rise of quantum computing has led to the development of post-quantum cryptographic algorithms designed to be secure against quantum attacks. These algorithms can safeguard data even in a future where quantum computers are prevalent. 4. **Quantum Entanglement**: Utilizing the phenomenon of quantum entanglement, quantum computers can create secure connections that are inherently resistant to interception or tampering, providing enhanced security for data transmission. Overall, while quantum computers pose challenges to current cryptographic practices, they also pave the way for exciting advancements in secure communication technologies.

คอมพิวเตอร์ควอนตัมสร้างหมายเลขสุ่มที่ได้รับการรับรองซึ่งไม่สามารถคาดเดาได้และไม่สามารถแฮ็กได้ ต่างจากคอมพิวเตอร์ทั่วไปที่พึ่งพาอัลกอริธึมที่คาดเดาได้ ซึ่งช่วยให้การเข้ารหัสที่แข็งแกร่งขึ้นและความปลอดภัยดิจิทัลที่เพิ่มขึ้น

ควอนตัมคอมพิวติงสามารถนำมาใช้ในแอปพลิเคชันประจำวันได้หรือไม่?

ในขณะที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมยังอยู่ในระยะแรก แต่มีศักยภาพในการปฏิวัติความปลอดภัยทางดิจิทัล ในอนาคต การเข้ารหัสที่ขับเคลื่อนด้วยควอนตัมอาจเข้าถึงได้ในอุปกรณ์ของผู้บริโภค ทำให้การทำธุรกรรมดิจิทัลมีความปลอดภัยมากขึ้น

ประโยชน์ในโลกแห่งความเป็นจริงของความสุ่มที่สร้างจากควอนตัมคืออะไร?

การสุ่มควอนตัมที่ได้รับการรับรองสามารถปรับปรุงความปลอดภัยของแพลตฟอร์มบล็อกเชน ป้องกันการดัดแปลงข้อมูล และปกป้องข้อมูลที่ละเอียดอ่อนในแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น ธนาคารออนไลน์ การส่งข้อความที่ปลอดภัย และอื่นๆ