カナダのBTQ Technologiesと工業技術研究院（ITRI）は、後量子暗号の発展を加速することを目的とした新しいチップアーキテクチャの検証を行う多年度計画の最初のマイルストーンを達成しました。量子計算メモリ内計算（Quantum Compute-in-Memory, QCIM）アーキテクチャは、BTQとICTKが主導するより広範なチップロードマップの一部です。この技術は、将来の量子コンピュータに対抗する必要があるデバイスやシステムに対して、ハードウェアベースの暗号化アクセラレーションを提供することを目的としています。
これらの企業は、この成果が将来の軍事システム、産業機器、自動車技術、IoTデバイス、物理的人工知能、そしてインターネットインフラストラクチャなどの分野での応用を支援する可能性があると述べています。
BTQ TechnologiesとITRIが後量子暗号技術を推進
28ナノメートル環境でアーキテクチャを検証 この協力の第一段階は、厳しい操作条件下でQCIMコアアーキテクチャを検証することに焦点を当てています。このアーキテクチャは、TSMCの28ナノメートル設計環境でテストされ、研究者は機能の正確性を維持しながら暗号計算を加速する能力を評価しました。テストは、米国国立標準技術研究所（NIST）の新興後量子暗号基準の一部であるFIPS 203、204、205に関連するアルゴリズムを含みました。
このアーキテクチャは、セキュリティ要件や基準の進化に応じて変化する追加のアルゴリズムをサポートするように設計されています。 BTQはQCIMを、従来の暗号機能と後量子暗号機能をサポートできるソフトIP暗号アクセラレーターとして説明しており、設計はコンパクトで低消費電力です。その重要な概念は、データを別々の処理およびメモリコンポーネント間で移動させるのではなく、暗号計算をメモリサブシステム内に配置することです。このアプローチは、データの移動、遅延、消費電力を削減することを目的としています。さらに、このアーキテクチャは「暗号的柔軟性」を持つように設計されており、需要の変化に応じたさまざまな暗号アルゴリズムをサポートできます。
後量子アルゴリズムから実際のハードウェアへ この開発は、3つの異なる半導体専門分野の協力の一部です。BTQはその暗号アーキテクチャを提供し、ICTKはセキュア半導体と物理的に複製不可能な機能を提供します。ITRIは半導体設計、統合、検証の専門知識を提供しました。これらの企業は、完了したマイルストーンがQCIMアーキテクチャに関する技術的不確実性を減少させ、より広範なシステム統合を進める基盤を築いたと述べています。次の段階は、モジュールレベルの統合、検証、および確認に焦点を当てます。
この作業は、QCIMコアがどのようにより大きなチップおよびシステムアーキテクチャに統合できるかを検討し、パフォーマンス、相互運用性、機能の正確性を維持します。 BTQ TechnologiesのCEO兼会長であるOlivier Roussy Newton氏は、「結果は、QCIMアーキテクチャが厳しい条件下で複数のNIST標準化された後量子暗号アルゴリズムを正確かつ効率的に加速できることを示しており、進化するセキュリティ基準に応じた柔軟性を維持する必要があることを示しています。」と述べています。
この技術の目標は、長期的なセキュリティ、デバイス認証、高効率の暗号処理が特に重要なアプリケーションに適用されることです。これには、エッジコンピューティング、産業システム、安全なコンポーネント、人工知能デバイスが含まれます。BTQは、年末までに選定された顧客および戦略的パートナーにテストチップを送付し、パフォーマンスと機能の検証を行う予定です。ITRI電子および光電システム研究所のマネージャーであるDr. Chih-Cheng Lu氏は、次の段階が現在の成果に基づいてさらなる統合と検証を通じて進展することになると付け加えました。
項目 仕様 アーキテクチャ 量子計算メモリ内計算（QCIM） プロセステクノロジー 28ナノメートル サポートアルゴリズム NIST FIPS 203、204、205