Điện toán đám mây ở cấp độ lượng tử

Mặc dù hầu hết các công ty và các tổ chức đều đang theo đuổi điện toán đám mây nhưng các mối lo ngại về an ninh vẫn còn rất nhiều. Những nghi ngờ về bảo vệ dữ liệu trong điện toán đám mây vẫn còn là một lý do chính khiến một số người vẫn chưa áp dụng công nghệ này. Việc bổ sung thêm điện toán lượng tử khiến cho những vấn đề về bảo mật phát triển với một tốc độ theo cấp số nhân. Nhưng trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu Áo đã đưa ra một giải pháp về bảo mật điện toán đám mây ở cấp độ lượng tử: một hệ thống photon làm rối có thể ngăn chặn dữ liệu rơi vào tay kẻ xấu.

Điện toán lượng tử là một mục tiêu lớn trong thế giới máy tính, nhưng các máy tính lượng tử sẽ trở nên phức tạp đến mức bảo mật khó có thể duy trì trong một cấu trúc điện toán đám mây vốn đã phức tạp. Trong một cấu trúc điện toán đám mây lượng tử, các máy tính lượng tử phức tạp sẽ trở thành các máy chủ chính cho dữ liệu lưu trữ.

“Một thách thức lớn trong việc sử dụng các máy tính lượng tử là việc tạo điều kiện cho một điện toán lượng tử trên một máy chủ từ xa trong khi giữ dữ liệu của khách hàng ẩn từ máy chủ”, các nhà nghiên cứu Áo viết trong một nghiên cứu từ Vienna Center về Khoa học Lượng tử và Công nghệ tại Đại học Vienna và Viện Quang học Lượng tử và Thông tin Lượng tử (Institute for Quantum Optics and Quantum Information) ở Áo.

Được dẫn dắt bởi Stefanie Barz, nhóm nghiên cứu đã có thể làm rối các photon và sau đó xử lý chúng bằng cách sử dụng một hệ thống bộ chia, bộ lọc và bộ nối. Sau đó, các photon có thể được phân tích bằng cách sử dụng các thuật toán lượng tử.

Hệ thống làm rối photon này cho phép các chủ sở hữu dữ liệu có thể biết trạng thái rối của các photon, trong khi ngăn chặn một công ty điện toán đám mây giải mã chúng. Đối với một người không có các thông tin thích hợp để xem các dữ liệu thì các photon sẽ là một mớ lộn xộn khó hiểu.

"Bằng cách kiểm tra đầu ra, bạn có thể biết liệu là công ty có thực sự có một máy tính lượng tử hay không, mà không tiết lộ thuật toán, đầu vào hoặc đầu ra thực sự của bạn", Vlatko Vedral của Đại học Oxford giải thích với tạp chí Khoa học trong một nghiên cứu gần đây đã được công bố.

Mặc dù hệ thống vẫn có một số điểm không hoàn hảo (ví dụ, một số photon có thể bị mất trong quá trình làm rối) nhưng có thể nói hệ thống này là một bước nhảy vọt lớn trong khả năng của điện toán đám mây ở cấp độ lượng tử.

"Bài biểu diễn chứng minh của chúng tôi là rất quan trọng đối với điện toán đám mây lượng tử an toàn vô điều kiện", các nhà nghiên cứu đã viết, "và có thể trở thành một thành phần quan trọng cho các ứng dụng thực tế đời sống, đặc biệt là khi xem xét những thách thức của việc tạo ra những chiếc máy tính lượng tử được phổ biến rộng rãi."

Cao Thắng