Физики хакнули физику. Теперь квантовые данные можно копировать (почти легально).
NewsMakerМетод выглядит красиво на бумаге, однако впереди тесты в реальных системах.
Представьте облако, в котором можно хранить не только обычные файлы, но и квантовые состояния, и при этом делать резервные копии. Обычно это звучит как фантастика, потому что квантовую информацию нельзя просто взять и продублировать, любая попытка «снять копию» ломает исходное состояние. Но исследователи из Института квантовых вычислений Университета Ватерлоо заявили, что нашли способ обойти это ограничение и создать нечто похожее на бэкап для квантовых данных.
Квантовые компьютеры работают на кубитах, которые отличаются от привычных битов. Если бит бывает либо 0, либо 1, то кубит может находиться в суперпозиции, то есть в комбинации состояний между 0 и 1. Именно из-за этого квантовые системы теоретически способны выполнять некоторые расчеты значительно эффективнее, чем классические машины, и поэтому их рассматривают как перспективную платформу для задач вроде моделирования сложных молекул или оптимизации.
Однако у кубитов есть и неприятная особенность: при измерении их состояние меняется. Это лежит в основе так называемой теоремы о запрете клонирования. Она полезна, например, в квантовой связи, потому что попытка перехвата оставляет след. Но для хранения и резервного копирования это превращается в проблему: нельзя просто сделать дубликат квантового состояния и положить его «на полку», как мы делаем с обычными данными.
Команда Ватерлоо предлагает обходной путь: копировать не «чистую» квантовую информацию, а ее зашифрованный вариант, причем делать это прямо в процессе шифрования. Как объясняют авторы, таких зашифрованных копий можно создать сколько угодно, не разрушая данные, потому что они остаются в защищенном виде.
Ключевой элемент идеи, по словам исследователей, в одноразовом ключе расшифрования. Когда пользователь выбирает одну из зашифрованных копий и расшифровывает ее, ключ автоматически «сгорает» и больше не может быть использован. Это, как считают авторы, позволяет формально не нарушать запрет на клонирование, но при этом дает практический механизм хранения и восстановления квантовых данных в «квантовом облаке».
Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters. Если подход подтвердит свою применимость в реальных системах, он может стать важным кирпичиком для будущих квантовых сервисов, где квантовые состояния придется не только обрабатывать, но и надежно хранить.
Представьте облако, в котором можно хранить не только обычные файлы, но и квантовые состояния, и при этом делать резервные копии. Обычно это звучит как фантастика, потому что квантовую информацию нельзя просто взять и продублировать, любая попытка «снять копию» ломает исходное состояние. Но исследователи из Института квантовых вычислений Университета Ватерлоо заявили, что нашли способ обойти это ограничение и создать нечто похожее на бэкап для квантовых данных.
Квантовые компьютеры работают на кубитах, которые отличаются от привычных битов. Если бит бывает либо 0, либо 1, то кубит может находиться в суперпозиции, то есть в комбинации состояний между 0 и 1. Именно из-за этого квантовые системы теоретически способны выполнять некоторые расчеты значительно эффективнее, чем классические машины, и поэтому их рассматривают как перспективную платформу для задач вроде моделирования сложных молекул или оптимизации.
Однако у кубитов есть и неприятная особенность: при измерении их состояние меняется. Это лежит в основе так называемой теоремы о запрете клонирования. Она полезна, например, в квантовой связи, потому что попытка перехвата оставляет след. Но для хранения и резервного копирования это превращается в проблему: нельзя просто сделать дубликат квантового состояния и положить его «на полку», как мы делаем с обычными данными.
Команда Ватерлоо предлагает обходной путь: копировать не «чистую» квантовую информацию, а ее зашифрованный вариант, причем делать это прямо в процессе шифрования. Как объясняют авторы, таких зашифрованных копий можно создать сколько угодно, не разрушая данные, потому что они остаются в защищенном виде.
Ключевой элемент идеи, по словам исследователей, в одноразовом ключе расшифрования. Когда пользователь выбирает одну из зашифрованных копий и расшифровывает ее, ключ автоматически «сгорает» и больше не может быть использован. Это, как считают авторы, позволяет формально не нарушать запрет на клонирование, но при этом дает практический механизм хранения и восстановления квантовых данных в «квантовом облаке».
Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters. Если подход подтвердит свою применимость в реальных системах, он может стать важным кирпичиком для будущих квантовых сервисов, где квантовые состояния придется не только обрабатывать, но и надежно хранить.