Kvanttikryptografia ja tekoälyhaasteet puhuttivat Jyväskylässä järjestetyssä kvanttitutkijoiden tapahtumassa

Jyväskylän yliopistossa järjestetty kvanttitieteisiin keskittyvä Lakeside Quantum Dialogue -tapahtuma tarjosi tutkijoille mahdollisuuden syventyä kvanttitutkimuksen ajankohtaisiin kysymyksiin rennossa ja keskustelevassa ilmapiirissä.

Professori Teiko Heinosaaren isännöimä, nyt kolmatta kertaa järjestettävä tapahtuma kerää vuosittain paikalle kvanttitutkijoita ympäri maailmaa.

Yksi paikalle matkustaneista tutkijoista oli Innsbruckin kvanttikryptografian apulaisprofessori Ramona Wolf. Wolfin tutkimuksen painopiste liittyy protokollien turvallisuuden todentamiseen. Käytännössä siihen, että varmistetaan, että kryptografiset menetelmät toimivat kuten niiden on tarkoitus.

Kryptografia tarkoittaa tiedon suojaamista niin, että vain oikeat osapuolet voivat lukea sen. Sitä hyödynnetään esimerkiksi pankkitoiminnassa ja viestinnässä.

Ensimmäistä kertaa Jyväskylässä ja Suomessa vieraillut Wolf kehuu tapahtuman skaalaa ja sitä, että tapahtumassa pääsi tutustumaan oikeasti moniin ihmisiin.

”Isoissa konferensseissa on usein niin paljon ihmisiä, että on vaikea löytää aikaa oikeille keskusteluille. Täällä olen ehtinyt jutella melkein kaikkien osallistujien kanssa”, Wolf kuvailee.

Ohjelmallisesti väljempi aikataulu loi tilaa pidemmille keskusteluille, verkostoitumiselle ja ajatusten vaihtamiselle. Wolf kehuu myös kävelykeskusteluita, joita käytiin Jyväsjärven rantamiljöössä luonnon helmassa.

”Tapahtuma on todella hyvin suunniteltu. Esityksiä on vähän ja tauot ovat pitkiä. Se tekee ilmapiiristä rentoutuneen ja inspiroivan”, Wolf sanoo.

Kvanttitietokoneiden kehitys muuttaa myös kryptografian käyttöä ja tutkimusta

Wolf kertoo olevansa innostunut kaikesta kryptografiasta ja salakirjoituksesta. Erityisen kiinnostunut hän on kvanttifysiikan soveltamisesta aiheeseen.

Aihe on ajankohtainen, sillä kvanttitietokoneiden kehitys tulee olennaisesti muuttamaan myös kryptografian käyttöä ja tutkimusta. Valmistuessaan tehokkaat kvanttitietokoneet voivat nimittäin murtaa monet nykyisin käytössä olevista digitaalisista salausjärjestelmistä.

Käytännössä tämä tarkoittaa kaikkea digitaalista viestintää, valtionsalaisuuksia ja esimerkiksi pankkien rahaliikennettä.

”Vaikka tehokkaisiin kvanttitietokoneisiin on vielä vuosia, on järjestelmiä päivitettävä jo nyt. Salaukset eivät murru yhdessä yössä, mutta vihamieliset tahot voivat tallentaa lähetettyä dataa jo nyt, odottaa kvanttitietokoneen kehittämistä ja purkaa tallennetun datan, kun oikea teknologia on saatavilla”, Wolf kertoo.

Jos tallennettu tieto säilyttää arvonsa pitkään, niin sen suojaamisessa voidaan Wolfin mukaan olla joiltain osin jo nyt myöhässä. Tutkimusta salaustekniikkojen kehittämiseksi tehdään jatkuvasti ja pelkkä lupaus kvanttitietokoneista on vauhdittanut salaustekniikan tutkimusta.

Lakeside Quantum Dialogue -tapahtuman osallistujat yhteiskuvassa Jyväsjärven rantamaisemissa.

Kvanttiaika-avaruuden tutkimuksesta apua tekoälyhuijausten torjumiseen

Yksi Wolfin tutkimuksen kiinnostavimmista aiheista on niin sanottu ”position verification”, eli henkilön tai tahon sijainnin varmentaminen.

Kyse on kvanttiaika-avaruuteen perustuvasta protokollasta, jonka avulla voidaan todentaa henkilön sijainti luotettavasti. Tällaiselle ratkaisulle on kasvava tarve tekoälyn aikakaudella, jossa sekä videokuvaa että ääntä voidaan väärentää yhä uskottavammin.

Wolf havainnollistaa ilmiötä todellisella tapauksella, jossa pankin työntekijä sai Zoom-kokouksessa esimieheltään käskyn siirtää rahaa toiselle tilille. Tilanne vaikutti aidolta videoyhteyden vuoksi, mutta todellisuudessa kuva esimiehestä oli täysin tekoälyn tuottama.

”Jos esimiehen todellinen sijainti olisi voitu varmentaa luotettavasti, huijausta ei olisi koskaan päässyt tapahtumaan,” Wolf kertoo.

Lopuksi Wolf ja Heinosaari korostavat kvanttitutkimuksen merkitystä ja kehitystä.

”Historia osoittaa, että pyrkimys ymmärtää luontoa synnyttää samalla uusia sovelluksia, jotka parantavat elämäämme”, he toteavat.

Vaikka kvanttiteorian satavuotisjuhlavuotta juhlistettiin viime vuonna, käytännön sovellukset ovat yhä alkuvaiheessa. Sekä Wolf että Heinosaari odottavat kvanttitutkimukselta tulevaisuudessa mielenkiintoisia löydöksiä.