Turingprisen, oppkalt etter datavitenskapens far Alan Turing og kjent som informatikkens nobelpris, ble i år tildelt Charles Bennett og Gilles Brassard for deres mange gjennombrudd tidlig i kvanteinformatikkens alder. Disse inkluderer oppdagelsen av kvante-nøkkelutveksling, ofte omtalt som «kvantekryptografi», og den science fiction-aktige muligheten for kvanteteleportering.
Kvante-nøkkelutveksling gjør det mulig å dele kryptografiske nøkler med fysisk garantert konfidensialitet, mens kvanteteleportering gjør det mulig å overføre en kvantetilstand ved hjelp av såkalt «sammenfiltring» («entanglement» på engelsk) – Einsteins «spøkelsesaktige fjernvirkning» – til tross for at all kommunikasjon foregår over klassiske kanaler.
Esoteriske ideer
Å beskrive Bennett og Brassard som bautaer innen fagfeltet er faktisk en underdrivelse. Flere av grunnideene deres tok form allerede på 70-tallet, da Bennett «overfalt» Brassard, mens han svømte på en strand i Puerto Rico, med esoteriske ideer i snittet mellom kvantefysikk og kommunikasjonsteori.
Dette var flere år før fysikklegenden Richard Feynman introduserte verden til ideen om kvantedatamaskinen, og 15 år før Peter Shor publiserte sin berømte kvante-faktoreringsalgoritme, som kan knekke det meste av dagens kryptografi og dermed truer med å snu opp-ned på den digitale sikkerheten vår.
I motsetning til kvantedatamaskiner, som fortsatt er under utvikling, er Bennett og Brassards kvanteteleportering og kvante-nøkkelutveksling protokoller som lar seg demonstrere med dagens teknologi, basert på kontrollerte lasere og polariseringsfiltre.
Det finnes enkelte større demonstrasjoner, som Kinas nøkkelutveksling mellom satellitt og bakkestasjon, og Norsk Helsenett annonserte nylig at de skal starte et pilotprosjekt for å utforske ulike løsninger. Dette er derimot fortsatt tidlige og høyt spesialiserte forsøk, og de vil kreve betydelig forskning og utvikling før det kan gi sikkerhet i praksis – særlig når det gjelder autentisering mellom partene i protokollen og sømløs integrering med dagens kommunikasjonsinfrastruktur.
Kvantesikker kryptografi
Vi vet ennå ikke hvilken rolle kvanteteknologi kommer til å spille i fremtidens samfunn, og vi ser nye gjennombrudd hvert år. Men heldigvis trenger vi ikke vente på nye teknologigjennombrudd for å sikre dataene våre mot kvantedatamaskiner: Kryptologer har allerede utviklet kvantesikker kryptografi som kan tas i bruk umiddelbart. Dette er klassiske algoritmer som kan kjøres på dagens telefoner og laptoper, men som motstår angrep fra Shors faktoriseringsalgoritme.
Faktisk representerer kvantedatamaskiner allerede i dag en sikkerhetstrussel, da de muliggjør såkalte «lagre-nå-dekrypter-senere»-angrep. Mye av vår mest sensitive informasjon har lang levetid, og derfor anbefaler Nasjonal sikkerhetsmyndighet (NSM) å migrere til kvantesikker kryptografi allerede nå, med mål om å være fullstendig sikret mot kvantetrusselen innen starten av 2030-tallet.
Vi gratulerer Bennett og Brassard med en høyst fortjent pris – og håper den bidrar til økt oppmerksomhet rundt både mulighetene og utfordringene som følger med kvanteteknologiens fremvekst!
NTNU starter studier i kvanteteknologi: – Et naturlig valg selv før linja ble annonsert
