突破性成果有望实现家庭安全量子计算

由于牛津大学物理系科学家在保证安全和隐私方面取得的突破，下一代量子计算的全部力量很快就会被数以百万计的个人和公司所利用。 这一进展有望释放基于云的量子计算的变革潜力，并在颇具影响力的美国科学杂志《物理评测快报》上发表的一项新研究中详细介绍了这一进展。

量子计算正在迅速发展，为新的应用程序铺平了道路，这些应用程序可以改变医疗保健和金融服务等许多领域的服务。 它的工作方式与传统计算完全不同，并且可能更强大。 然而，目前它需要受控条件才能保持稳定，并且人们对数据真实性以及当前安全和加密货币系统的有效性感到担忧。

谷歌、亚马逊和 IBM 等几家领先的云服务提供商已经分别提供了量子计算的一些要素。 保护客户数据的隐私和安全是扩大和扩大其使用以及随着技术进步开发新应用程序的重要前提。 牛津大学物理学研究人员的新研究解决了这些挑战。

“我们首次证明，云中的量子计算可以通过可扩展、实用的方式进行访问，这也将为人们提供完全的数据安全性和隐私性，以及验证其真实性的能力，”教授大卫·卢卡斯（David Lucas）说。牛津大学物理研究团队的联合负责人，也是牛津大学物理所领导的英国量子计算和模拟中心的首席科学家。

在这项新研究中，研究人员使用了一种被称为“盲量子计算”的方法，该方法以完全安全的方式连接两个完全独立的量子计算实体（可能是在家中或办公室访问云服务器的个人）。 重要的是，他们的新方法可以扩展到大型量子计算。

“使用盲量子计算，客户可以访问远程量子计算机，用秘密算法处理机密数据，甚至验证结果是否正确，而不会泄露任何有用的信息。实现这一概念是量子计算和确保我们的信息安全方面的一大进步。”牛津大学物理系的研究负责人 Peter Drmota 博士说。

研究人员创建了一个系统，该系统包括量子计算服务器和在远程访问其云服务的独立计算机上检测光子或光粒子的简单设备之间的光纤网络链路。 这允许通过网络进行所谓的盲量子计算。 每次计算都会产生校正，该校正必须应用于所有后续计算，并且需要实时信息以符合算法。 研究人员使用量子存储器和光子的独特组合来实现这一目标。

大卫·卢卡斯教授表示：“历史上，围绕数据和代码隐私的问题从未像当今云计算和人工智能时代那样受到如此紧迫的争论。” “随着量子计算机变得越来越强大，人们将寻求在网络上以完全安全和隐私的方式使用它们，我们的新结果标志着这方面能力的一步改变。”

研究结果最终可能导致插入笔记本电脑的设备的商业开发，以在人们使用量子云计算服务时保护数据。

牛津大学物理系探索量子计算和技术的研究人员可以使用最先进的 Beecroft 实验室设施，该设施是专门为创造稳定和安全的条件（包括消除振动）而建造的。

这项研究的资金来自英国量子计算和模拟（QCS）中心，来自英国国家量子计算中心、巴黎索邦大学、爱丁堡大学和马里兰大学的科学家合作开展了这项工作。