Pályázati felhívás címe és kódszáma: Pályázat az ERA-NET COFUND, EJP COFUND és egyéb multilaterális programok közös nemzetközi pályázati felhívásaiban sikeresen szereplő magyar szervezetek támogatására 2024-1.2.2-ERA_NET

Projekt címe:  Hardveres Biztonsági Modul a felhőbe szervezett biztonságos kvantumszámításhoz

Projekt azonosító száma: 2024-1.2.2-ERA_NET-2024-00011

Kedvezményezett neve: EÖTVÖS LORÁND TUDOMÁNYEGYETEM

Támogatás összege: 57 825 000 Ft

Támogatás forrása: NKFI Alap

Projekt megvalósítási időszaka: 2024.07.01–2027.06.30

A nemzetközi konzorcium tagjai: University of Twente, University of Edinburgh, VeriQloud, Thales Group, Sorbonne Université, Eötvös Loránd University, QuiX GmbH

A HSM-QCC projekt célja, hogy a felhőben elérhető kvantumszámítógépek programozását, a velük való adatcserét biztonságossá tegye. Ehhez létre fogunk hozni egy olyan hardveres biztonsági modult (Hardware Security Module, HSM), amely a hagyományos funkciói mellett kvantumszámítások biztonságát is garantálni tudja. Ez a modul a felhőalapú kvantumszámítás (Quantum Cloud Computing, QCC) piaci célú használatát, valamint az ezzel járó adatvédelmi kockázatok csökkentését támogatja majd.

A kvantumszámítógépek beszerzésének és üzemben tartásának magas költségei miatt a legtöbb felhasználó nem engedheti meg magának a saját, kizárólagos használatú kvantumszámítógépet, ehelyett inkább felhőben elérhető kvantumszámítógépeket kíván használni. Felhőbeli kvantumszámítógépekhez való hozzáférést több piaci szereplő (Google, IBM, Amazon stb.) kínál ma is. A tudományos kutatáson túlmutató, valódi gyakorlati használat azonban megköveteli a felhőbeli infrastruktúra és a felhasználó által futtatandó kód biztonságtechnikai szétválasztását. Egyrészről a felhasználó nem kívánja a felhőszolgáltató számára felfedni a végrehajtandó kódokat, illetve azokat az adatokat, amelyek a kód bemeneteként átadásra, illetve a kód kimeneteként visszaadásra kerülnek, másrészről a felhőszolgáltató nem szeretné, ha rosszindulatú felhasználók kódja a felhőinfrastruktúra működését, más felhasználók adatainak biztonságát veszélyeztetné. Klasszikus felhőalapú számítások esetén a felhasználók szeparálására léteznek már megoldások. Célunk az, hogy egy jelentős tudományos és technológiai fejlesztéssel kiterjesszük ezeket a biztonságos felhőalapú kvantumszámításokra is.

A konzorcium (1) tanulmányozza, (2) kifejleszti, (3) teszteli, (4) validálja és (5) demonstrálja azt a HSM-QCC megközelítést, melynek célja, hogy titkosítsa egy felhő számítógép elől a neki delegált számítási feladatokat. A projekt egy évtizedes kutatásra és fejlesztésre épül, és felhasználja azokat az eredményeket, amelyet a konzorcium tagjai hardveres biztonság, kvantumfelhő-számítás, fotonikus kísérletek és programozási nyelvek fordítóprogramjainak fejlesztése területén értek eddig el. 

A megbízhatónak elfogadott környezet, amit a konzorcium tervez, egy olyan módosított hardveres biztonsági modul lesz, amely egy-qubites forgatási funkciókat tartalmaz (kvantum-HSM).

Az állapot kódolása a kvantum-HSM-ben az Univerzális Vak Kvantumszámítás (Universal Blind Quantum Computing) elve alapján történik. A rendszer egy alapvető szoftveres komponense az a programozási nyelvi fordítóprogram, amely a felhasználó által megadott kvantumalgoritmust először egy általános interaktív kliens-szerver protokollá alakítja, majd azt utána a saját környezetünk követelményeihez illeszkedőre transzformálja.