亚马逊利用两台量子计算机和经典算法开发“完美”量子随机数

企业动态 量科网 2021-09-07 09:31

随机数是加密密钥的基础。这些密钥又可用于加密关键数据,具体方法是将信息编码为不可读的字符串,除了配备有适当密钥来解码信息的人外,其他人都无法阅读其加密的信息。密钥越随机,试图获取数据的恶意攻击者就越难破解。现代密码学依赖于被称为随机数生成器的新技术,该技术被用来创建强密码学的密码比特串。

亚马逊量子部门Braket的研究人员结合了两台量子计算机的功能,想出了一种新方法来创建真正的随机数,这些数字是保护区块链分类账本、银行信息、政府机密等在线敏感数据所必需的。亚马逊的研究科学家Mario Berta将Rigetti和IonQ公司的量子处理器结合在一起,这两种处理器都可以通过亚马逊基于云的量子计算服务中获得。

量子随机数生成与传统的方法不同,它利用了微观世界物理固有的不可预测性。但实际的问题在于,当今的量子计算机不可靠且非常嘈杂,这会改变量子效应的随机性并会破坏实验的全部结果。更重要的是,有关噪音的信息可能会泄漏到环境中,这意味着会有潜在的黑客可以找到他们需要的数据。

为了解决这个问题,Berta使用了两个量子处理器来产生两个独立的比特串,并标记为“弱”。然后通过被称为随机性提取器(RE)的经典算法来处理这些字符串,该算法可以将多个弱随机比特源组合成一个几乎完全随机的输出字符串。

与经典的方法不同,这种后处理不涉及任何可能会被黑客破解的计算假设。相反,这种RE算法压缩了来自不同源的物理随机性。通过利用量子随机数生成器可以将这种几乎完全随机的输出字符串转换为安全随机的数字序列,然后可以用这种数字序列进行超强随机的密码加密。虽然该新加密方法有着不错的前景,但直到它称为商业化解决方案之前,研究人员还需要对该技术进行大量的研究。(编译:Qtech)