În era securității cibernetice globale, o descoperire revoluționară promite să modifice fundamental regulile jocului. O echipă de cercetători de la JPMorganChase, Quantinuum, Laboratoarele Naționale Oak Ridge și Argonne, și Universitatea din Texas au realizat imposibilul: generarea de numere cu adevărat aleatoare folosind un computer cuantic cu 56 de qubiți. Această performanță tehnologică, publicată în revista *Nature*, reprezintă un moment crucial, trecând de la potențialul teoretic al calculului cuantic la aplicații practice cu un impact real în criptografie, etică și securitate.

Procesul, cunoscut ca generare autentică și certificată de aleatorietate, presupune crearea de biți cu adevărat aleatori de către calculatorul cuantic, urmată de verificarea lor pe supercalculatoare clasice. Elementul crucial este că, chiar dacă un potențial atacator ar controla computerul cuantic, nu ar putea manipula rezultatul fără a fi detectat prin lipsa aleatorietății. Această caracteristică face din această tehnologie o potențială soluție imbatabilă pentru protejarea datelor împotriva amenințărilor informatice.

Teoria devine realitate: Protocolul Aaronson și puterea lui H2

Baza acestei demonstrații constă într-un protocol teoretic propus în 2018 de Scott Aaronson, profesor la UT Austin. Împreună cu fostul său student Shih-Han Hung, Aaronson a dezvoltat cadrul teoretic al acestui experiment. După ani de cercetare, teoria a fost implementată cu ajutorul calculatorului cuantic H2, dezvoltat de Quantinuum și accesibil prin rețea.

Calculatorul cuantic H2, modernizat la 56 de qubiți în iunie 2024, oferă un avantaj crucial prin înalta fidelitate și conectivitatea „all-to-all” (fiecare qubit este conectat cu ceilalți). Acest lucru a permis executarea eficientă a unei tehnici numite Random Circuit Sampling (RCS), care a demonstrat potențialul cuantic și acum este esențială în generarea și extinderea biților aleatori autentici.

Protocolul este structurat în două etape: prima implică rezolvarea de probleme complexe pe calculatorul cuantic, imposibile pentru supercalculatoarele clasice în timp real. În faza a doua, se analizează rezultatele pentru a certifica că soluțiile generate sunt cu adevărat aleatorii și imposibil de replicat prin metode clasice.

Rezultatul final este o demonstrație susținută de supercalculatoare cu o putere combinată de 1,1 ExaFLOPS, care au certificat peste 71.000 de biți de entropie autentică.

Ce implică acest lucru pentru viitorul criptografiei și industrie?

Această descoperire deschide drumul către un viitor în care calculatoarele cuantice nu vor fi doar curiozități academice, ci instrumente esențiale pentru industrie, finanțe, guvern și apărare. Aleatorietatea autentică este vitală pentru criptografie, simulări complexe, algoritmi de decizie etică și sisteme de inteligență artificială sigure.

„Această cercetare marchează un moment crucial în calculul cuantic, demonstrând o soluție la o provocare practică prin utilizarea unui calculator cuantic ce depășește capacitățile supercalculatoarelor clasice actuale,” a declarat Marco Pistoia de la JPMorganChase.

La rândul său, CEO-ul Quantinuum, Dr. Rajeeb Hazra, a subliniat importanța acestui pas pentru redefinirea securității cuantice și pentru aplicabilitățile în industrii precum finanțele și producția.

Această realizare demonstrează că supremația cuantică nu este doar o performanță de laborator, ci are un potențial practic. Deși un calculator cuantic a depășit deja un supercalculator în anumite sarcini, nu fusese transformată această superioritate într-o aplicație concretă cu valoare imediată. Acum, cu această metodă de generare de numere aleatoare, se trece de la „ce ar putea fi” la „ce este posibil acum”.

Descoperirea realizată de această echipă internațională reprezintă un moment de referință în istoria calculului cuantic. Nu este doar un succes tehnologic, ci o schimbare de paradigmă: trecerea de la teorii complexe la instrumente funcționale cu aplicații practice în protejarea datelor, criptografie și inteligență artificială. Cu fiecare qubit adăugat și cu fiecare barieră depășită, viitorul devine nu doar cuantic, ci cu adevărat imprevizibil.