p Este é o cenário:você tem dados confidenciais e um problema que apenas um computador quântico pode resolver. Você mesmo não tem dispositivos quânticos. Você pode ganhar tempo em um computador quântico, mas você não quer revelar seus segredos. O que você pode fazer? p Escrevendo em Revisão Física X em 11 de julho, pesquisadores em Cingapura e na Austrália propõem uma maneira de usar um computador quântico com segurança, até mesmo pela internet. A técnica pode ocultar seus dados e programa do próprio computador. Seu trabalho rebate as sugestões anteriores de que tal façanha é impossível.

p O cenário não é rebuscado. Os computadores quânticos prometem novas rotas para resolver problemas de criptografia, modelagem e aprendizado de máquina, emocionante governo e indústria. Esses problemas podem envolver dados confidenciais ou ser comercialmente sensíveis.

p Os gigantes da tecnologia já estão investindo na construção de tais computadores - e disponibilizando-os aos usuários. Por exemplo, A IBM anunciou em 17 de maio deste ano que está tornando um computador quântico com 16 bits quânticos acessível ao público gratuitamente na nuvem, bem como um protótipo de processador comercial de 17 qubit.

p Dezessete qubits não são suficientes para superar os supercomputadores atuais do mundo, mas à medida que os computadores quânticos ganham qubits, espera-se que eles excedam as capacidades de qualquer máquina que temos hoje. Isso deve impulsionar a demanda por acesso.

p "Estamos analisando o que é possível se você estiver apenas interagindo com um computador quântico pela Internet a partir do seu laptop. Descobrimos que é possível ocultar alguns cálculos interessantes, "diz Joseph Fitzsimons, um investigador principal do Centro de Tecnologias Quantum (CQT) da Universidade Nacional de Cingapura e Professor Associado da Universidade de Tecnologia e Design de Cingapura (SUTD), quem liderou o trabalho.

p Os computadores quânticos funcionam processando bits de informação armazenados em estados quânticos. Ao contrário dos bits binários encontrados em nosso regular (ou seja, clássicos) computadores, cada um 0 ou 1, qubits podem estar em sobreposições de 0 e 1. Os qubits também podem ser emaranhados, que se acredita ser crucial para o poder de um computador quântico.

p O esquema projetado por Fitzsimons e seus colegas traz segredo para uma forma de computação quântica conduzida por medições.

p Neste esquema, o computador quântico é preparado colocando todos os seus qubits em um tipo especial de estado emaranhado. Em seguida, o cálculo é realizado medindo os qubits um por um. O usuário fornece instruções passo a passo para cada medição:as etapas codificam os dados de entrada e o programa.

p Os pesquisadores mostraram anteriormente que os usuários que podem fazer ou medir qubits para transmitir instruções ao computador quântico podem disfarçar sua computação. O novo artigo estende esse poder aos usuários que só podem enviar bits clássicos - ou seja, a maioria de nós, por enquanto.

p Isso é surpreendente porque alguns teoremas da ciência da computação implicam que a computação quântica criptografada é impossível quando apenas a comunicação clássica está disponível.

p A esperança de segurança vem do computador quântico não saber quais etapas da sequência de medição fazem o quê. O computador quântico não pode dizer quais qubits foram usados ​​para entradas, qual para operações e qual para saídas.

p "É extremamente emocionante. Você pode usar este recurso exclusivo do modelo baseado em medição de computação quântica - a forma como as informações fluem pelo estado - como uma ferramenta de criptografia para ocultar informações do servidor, "diz o membro da equipe Tommaso Demarie da CQT e SUTD.

p Embora o proprietário do computador quântico pudesse tentar fazer a engenharia reversa da sequência de medições realizadas, a ambigüidade sobre o papel de cada etapa leva a muitas interpretações possíveis de como o cálculo foi feito. O verdadeiro cálculo está escondido entre muitos, como uma agulha no palheiro.

p O conjunto de interpretações cresce rapidamente com o número de qubits. "O conjunto de todos os cálculos possíveis é exponencialmente grande - essa é uma das coisas que provamos no artigo - e, portanto, a chance de adivinhar o cálculo real é exponencialmente pequena, "diz Fitzsimons. Resta uma questão:será que cálculos significativos podem ser tão raros entre todos os possíveis que a adivinhação fica mais fácil? Isso é o que os pesquisadores precisam verificar a seguir.

p Nicolas Menicucci no Centro de Computação Quântica e Tecnologia de Comunicação da Universidade RMIT em Melbourne, Austrália, e Atul Mantri no SUTD, são co-autores do trabalho.

p "Os computadores quânticos se tornaram famosos nos anos 90 com a descoberta de que podiam quebrar alguns esquemas de criptografia clássicos - mas talvez a computação quântica seja conhecida por tornar o futuro da computação em nuvem seguro, "diz Mantri.