옥스포드 대학교 물리학과의 과학자들이 보안과 사생활을 보장하는 돌파구 덕분에 차세대 양자 컴퓨팅의 모든 힘이 곧 수백만 명의 개인과 회사에 의해 활용될 수 있을 것입니다. 이 발전은 클라우드 기반 양자 컴퓨팅의 혁신적인 잠재력을 열 것을 약속하며, 영향력 있는 미국 과학 저널 Physical Review Letters에 발표된 새로운 연구에 자세히 설명되어 있습니다.
퀀텀 컴퓨팅은 빠르게 발전하고 있으며, 의료 및 금융 서비스와 같은 많은 분야에서 서비스를 변화시킬 수 있는 새로운 응용 분야를 위한 길을 열어주고 있습니다. 기존 컴퓨팅과는 근본적으로 다른 방식으로 작동하며 잠재적으로 훨씬 더 강력합니다. 그러나 현재 안정적으로 유지되기 위해서는 통제된 조건이 필요하며, 데이터의 진위 여부와 현재 보안 및 암호화 시스템의 효율성에 대한 우려가 있습니다.
구글, 아마존, IBM과 같은 클라우드 기반 서비스의 몇몇 선도적인 공급자들은 이미 양자 컴퓨팅의 일부 요소들을 개별적으로 제공합니다. 고객 데이터의 개인 정보와 보안을 보호하는 것은 사용을 확장하고 확장하는 것과 기술이 발전함에 따라 새로운 응용 프로그램을 개발하는 데 필수적인 전조입니다. 옥스포드 대학 물리학의 연구원들에 의한 새로운 연구는 이러한 문제들을 해결합니다.
옥스포드 대학교 물리학 연구팀의 공동 책임자이자 옥스포드 대학교 물리학과가 이끄는 영국 퀀텀 컴퓨팅 및 시뮬레이션 허브의 수석 과학자인 데이비드 루카스 교수는 “클라우드의 양자 컴퓨팅이 확장 가능하고 실용적인 방식으로 접근할 수 있다는 것을 처음으로 보여주었다”고 말했습니다.
새로운 연구에서, 연구원들은 “블라인드 퀀텀 컴퓨팅”이라고 불리는 접근법을 사용하는데, 이것은 완전하게 분리된 두 개의 양자 컴퓨팅 실체, 즉 집이나 사무실에 있는 개인이 클라우드 서버에 접속하는 것을 완전히 안전한 방법으로 연결합니다. 중요한 것은, 그들의 새로운 방법이 거대한 양자 계산으로 확장될 수 있다는 것입니다.
“맹검 양자 컴퓨팅을 사용하여, 고객들은 비밀 알고리즘으로 기밀 데이터를 처리하고 심지어 어떤 유용한 정보도 드러내지 않고 결과가 정확한지 확인하기 위해 원격 양자 컴퓨터에 접근할 수 있습니다. 이 개념을 실현하는 것은 양자 컴퓨팅과 온라인에서 우리의 정보를 안전하게 유지하는 데 있어 큰 진전입니다,” 라고 옥스포드 대학 물리학의 책임자인 피터 드르모타 박사가 말했습니다.
연구원들은 원격으로 클라우드 서비스에 액세스하는 독립적인 컴퓨터에서 광자, 즉 빛의 입자를 감지하는 양자 컴퓨팅 서버와 간단한 장치 사이의 파이버 네트워크 링크로 구성된 시스템을 만들었습니다. 이것은 네트워크를 통해 소위 블라인드 양자 컴퓨팅을 허용합니다. 모든 계산에는 수정이 발생하며 이는 알고리즘을 준수하기 위해 실시간 정보가 필요합니다. 연구원들은 이를 달성하기 위해 양자 메모리와 광자의 독특한 조합을 사용했습니다.
데이비드 루카스 교수는 “데이터와 코드의 프라이버시를 둘러싼 문제가 클라우드 컴퓨팅과 인공지능의 현 시대보다 더 긴급하게 논의된 적이 없다”고 말했습니다. “양자 컴퓨터의 능력이 높아짐에 따라 사람들은 네트워크를 통해 완전한 보안과 프라이버시를 가지고 양자 컴퓨터를 사용하려고 할 것이며, 우리의 새로운 결과는 이러한 측면에서 능력의 한 단계 변화를 의미합니다.”
이 결과는 궁극적으로 사람들이 양자 클라우드 컴퓨팅 서비스를 사용할 때 데이터를 보호하기 위해 노트북에 연결하는 장치의 상업적 개발로 이어질 수 있습니다.
옥스퍼드 대학교 물리학과의 양자 컴퓨팅과 기술을 탐구하는 연구자들은 진동을 제거하는 것을 포함하여 안정적이고 안전한 조건을 만들기 위해 특별히 건설된 최첨단 비크로프트 실험실 시설에 접근할 수 있습니다.
이 연구를 위한 자금은 영국 양자 컴퓨팅 및 시뮬레이션 (QCS) 허브에서 왔으며, 영국 국립 양자 컴퓨팅 센터, 파리-소르본 대학, 에딘버러 대학 및 메릴랜드 대학의 과학자들이 이 연구에 공동으로 참여했습니다.