Las computadoras cuánticas prometen no solo superar a las máquinas clásicas en ciertas tareas importantes, sino también para mantener la privacidad del procesamiento de datos. La delegación segura de cálculos ha sido un tema cada vez más importante desde la posibilidad de utilizar la computación en la nube y las redes en la nube. De particular interés es la capacidad de explotar la tecnología cuántica que permite una seguridad incondicional, lo que significa que no es necesario hacer suposiciones sobre el poder computacional de un adversario potencial.

Se han propuesto diferentes protocolos cuánticos, todos los cuales hacen concesiones entre el rendimiento computacional, seguridad, y recursos. Protocolos clásicos, por ejemplo, están limitados a cálculos triviales o están restringidos en su seguridad. A diferencia de, El cifrado cuántico homomórfico es uno de los esquemas más prometedores para la computación delegada segura. Aquí, Los datos del cliente están cifrados de tal manera que el servidor puede procesarlos aunque no pueda descifrarlos. Es más, a diferencia de otros protocolos, el cliente y el servidor no necesitan comunicarse durante el cálculo, lo que aumenta drásticamente el rendimiento y la practicidad del protocolo.

En una colaboración internacional dirigida por el profesor Philip Walther de la Universidad de Viena, científicos de Austria, Singapur e Italia se unieron para implementar un nuevo protocolo de computación cuántica donde el cliente tiene la opción de encriptar sus datos de entrada para que la computadora no pueda aprender nada sobre ellos. aún puede realizar el cálculo. Después del cálculo, el cliente puede volver a descifrar los datos de salida para leer el resultado del cálculo. Para la demostración experimental, el equipo usó luz cuántica, que consta de fotones individuales, para implementar este llamado cifrado cuántico homomórfico en un proceso de "caminata cuántica". Los paseos cuánticos son ejemplos interesantes de propósito especial de computación cuántica porque son difíciles para las computadoras clásicas. mientras que es factible para fotones individuales.

Al combinar una plataforma fotónica integrada construida en la Universidad Politécnica de Milán, junto con una propuesta teórica novedosa desarrollada en la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur, Un científico de la Universidad de Viena demostró la seguridad de los datos cifrados e investigó el comportamiento aumentando la complejidad de los cálculos.

El equipo pudo demostrar que la seguridad de los datos cifrados mejora cuanto mayor es la dimensión del cálculo de la caminata cuántica. Es más, trabajos teóricos recientes indican que los experimentos futuros que aprovechen varios grados de libertad fotónica también contribuirían a mejorar la seguridad de los datos; se pueden anticipar más optimizaciones en el futuro. "Nuestros resultados indican que el nivel de seguridad mejora aún más, al aumentar el número de fotones que transportan los datos, ", dice Philip Walther y concluye" esto es emocionante y anticipamos nuevos desarrollos de la computación cuántica segura en el futuro ".

El estudio se publica en npj Información cuántica .