牛津大學物理學家最近取得的一項保證安全和隱私的突破，可以讓數百萬人和企業利用下一代量子運算的能力。這項進展有望釋放雲端量子運算的變革潛力，其詳細內容發表在美國極具影響力的科學期刊《物理評論快報》。

這個過程允許遠端使用者（右）以完全安全的方式存取雲端中的量子電腦（左） 圖片來源：牛津大學物理系海倫-海因策（Helene Hainzer）

牛津大學物理學研究團隊共同負責人、英國量子計算與模擬中心首席科學家大衛盧卡斯教授。圖片來源：馬丁-斯莫爾

量子運算發展迅速為新的應用創造了可能，這些應用可能會改變醫療保健和金融服務等許多領域的服務。量子計算的工作方式與傳統計算有著本質區別，其潛在功能要強大得多。然而，目前量子計算需要受控條件才能保持穩定，人們對資料的真實性以及當前安全和加密系統的有效性存在擔憂。

Google、亞馬遜和IBM 等幾家領先的雲端運算服務供應商已經單獨提供了量子運算的某些元素。隨著技術的發展，保護客戶資料的隱私和安全是擴大其使用規模和開發新應用的重要前提。牛津大學物理系研究人員的新研究正是為了回應這些挑戰。

牛津大學物理系研究團隊的共同負責人、牛津大學物理系領導的英國量子計算與模擬中心的首席科學家大衛-盧卡斯教授說：”我們首次證明，可以通過可擴展的實用方式訪問雲中的量子運算，這也將為人們提供完全的資料安全和隱私保護，以及驗證其真實性的能力。

牛津大學物理系貝克羅夫特設施中的量子計算實驗圖片來源：牛津大學物理系David Nadlinger

在這項新研究中，研究人員使用了一種被稱為”盲量子計算”的方法，以完全安全的方式連接兩個完全獨立的量子計算實體–可能是一個人在家裡，也可能是一個人在辦公室訪問雲端伺服器。重要的是，他們的新方法可以擴展到大型量子計算。

新研究的作者彼得-德莫塔（Peter Drmota），他領導了牛津大學物理系的盲量子計算實驗。資料來源：馬丁-斯莫爾。

“利用盲量子運算，客戶可以存取遠端量子計算機，使用秘密演算法處理機密數據，甚至驗證結果是否正確，而不會洩露任何有用資訊。”研究負責人、牛津大學物理系的彼得-莫塔（Peter Drmota）博士說：”實現這一概念是量子計算和保護網路資訊安全的一大進步。”

研究人員創建的系統包括量子計算伺服器與遠端存取其雲端服務的獨立電腦上檢測光子或光粒子的簡單設備之間的光纖網路連結。這就實現了所謂的網路盲量子計算。每次計算都會產生校正，而校正必須應用於所有後續計算，並且需要即時資訊才能符合演算法要求。研究人員利用量子記憶體和光子的獨特組合來實現這一目標。

戴維-盧卡斯教授說：”在當今雲端運算和人工智慧時代，圍繞數據和程式碼隱私的爭論從未像現在這樣迫切。隨著量子電腦的功能越來越強大，人們將尋求透過網路在在完全安全和隱私的情況下使用它們，而我們的新成果標誌著這方面的能力發生了階躍式變化。

這些研究成果最終可能會促進筆記型電腦插卡設備的商業開發，在人們使用量子雲端運算服務時保護資料安全。

牛津大學物理系探索量子運算和技術的研究人員可以使用最先進的Beecroft 實驗室設施，該設施專門用於創造穩定和安全的條件，包括消除振動。

編譯來源：ScitechDaily