Você poderá confiar em um computador quântico mesmo via internet

Redação do Site Inovação Tecnológica - 21/07/2017

Pode ser possível controlar um computador quântico através da internet sem revelar seu programa ou seus dados, graças às muitas maneiras possíveis com que a informação pode fluir pelos qubits.
[Imagem: Timothy Yeo/CQT National University of Singapore]

Programa e dados seguros

O cenário é o seguinte: Você tem dados confidenciais e um problema que apenas um computador quântico pode resolver. Você não possui um computador quântico, mas pode comprar tempo em um. Mas você não quer compartilhar seus segredos. O que você pode fazer?

Os teóricos da computação quântica até agora concordavam que você não poderia fazer nada - além, é claro, de abrir mão dos seus segredos ou comprar seu próprio computador quântico.

Atul Mantri e seus colegas de Cingapura e da Austrália, contudo, acabam de demonstrar que existe sim uma maneira de usar um computador quântico de forma segura, mesmo pela internet. A técnica pode ocultar não apenas seus dados, mas também seus programas, do próprio computador, de forma que nem mesmo o dono do computador conseguirá ver o que você esteve fazendo.

"Nós estamos estudando o que é possível se você é alguém que apenas interage com um computador quântico através da internet do seu laptop. Descobrimos que é possível ocultar algumas computações interessantes," disse Joseph Fitzsimons, que liderou o trabalho.

Criptografia por medição

Os computadores quânticos funcionam processando bits de informações armazenados em estados quânticos. Ao contrário dos bits binários, cada um 0 ou 1, os qubits podem estar em superposições de 0 e 1 e também podem ser entrelaçados - ou emaranhados -, o que se acredita ser crucial para o poder de processamento dos computadores quânticos.

A equipe bolou um esquema no qual o computador quântico é preparado colocando-se todos os seus qubits em um tipo especial de estado emaranhado. Em seguida, a computação é realizada medindo-se os qubits um a um. Para isso, o usuário fornece instruções passo a passo para cada medição, o que significa que cada etapa do algoritmo codifica os dados de entrada e o próprio programa.

Assim, o computador quântico não fica sabendo quais passos da sequência de medição fazem o quê. O computador quântico não pode dizer quais qubits foram utilizados para as entradas, quais foram utilizados para operações e quais representam os resultados.

Interface do computador quântico que a IBM disponibiliza via internet.
[Imagem: IBM]

Computador quântico pela internet

Embora o proprietário do computador quântico possa tentar fazer uma engenharia reversa da sequência de medições realizadas, a ambiguidade sobre o papel de cada etapa leva a muitas interpretações possíveis sobre qual cálculo foi feito. O verdadeiro cálculo está escondido entre muitos, como uma agulha em um palheiro.

O conjunto de interpretações cresce rapidamente com o número de qubits do computador. "O conjunto de todas as computações possíveis é exponencialmente grande - essa é uma das coisas que provamos em nosso artigo - e, portanto, a chance de adivinhar a computação real é exponencialmente pequena," disse Fitzsimons.

"É extremamente emocionante. Você pode usar essa característica única do modelo de computação quântica baseado em medição - a forma como a informação flui através do estado - como uma ferramenta de criptografia para ocultar informações do servidor," disse Tommaso Demarie, outro membro da equipe.

Mas ainda há um senão na teoria: os cálculos significativos podem ser tão raros que a adivinhação poderia ser facilitada.

A equipe concorda que este é um argumento válido, e por isso eles vão se debruçar sobre essa possibilidade a seguir.

Vale lembrar que já existem computadores quânticos acessíveis pela internet e que, muito provavelmente, esta será a forma principal de acesso a essas máquinas, ao menos a médio prazo, dando ao trabalho um aspecto eminentemente prático.

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