O kernel do Linux suporta algo chamado Inotify. Usando-o, você pode dizer ao kernel para notificá-lo quando algo acontecer a um arquivo ou pasta. Assim, você pode fazer algo como "Sempre que um novo arquivo é colocado nessa pasta ou sempre que um arquivo dessa pasta é alterado, execute a seguinte ação".
Você pode ser notificado quando um arquivo é criado, lido, gravado, aberto, fechado, movido (ou renomeado), excluído etc.
Eu não sei de fato que é assim que a sincronização de arquivos do Ubuntu One funciona, mas eu acho que é uma boa suposição. Se você estiver interessado nas técnicas, sugiro ler o Inotify.