眾所周知,量子計算機可以處理不同狀態的光子或電子(而不是傳統的芯片)——兩者通過疊加和糾纏運作。這意味著隻有0和1的計算機將走向終結。我們進入瞭量子比特時代,迎來瞭這個世界新的計量單位。
近年來,國際商用機器公司(IBM)和阿裡巴巴等企業相繼推出量子計算機。谷歌公司甚至宣佈瞭“量子霸權”。
資料圖片:IBM公司研發的量子技術設備
人們開始為研制出具有更多量子比特的設備展開角逐,不過馬克斯·普朗克研究所的伊格納西奧·西拉克和因曼努埃爾·佈洛克等專傢說,要使量子計算有意義,可擴展性是至關重要的一個因素,如果不攻克這道難關,追求第一名是毫無意義的。
不管怎麼說,這個新時代的潛力都是巨大的。如果引入量子計算,我們將可以解決復雜的科學計算問題,這是使用當前技術無法實現的。此外,隨著量子技術的引入,我們將目睹網絡安全原則發生翻天覆地的變化。
人們可能會問,量子計算與網絡安全究竟有著怎樣的關系呢?答案很簡單,一言以蔽之:加密。
目前,我們的通信和數據檔案系統大都通過加密來保護:密碼可以對最敏感的信息進行加密和解密。這些密碼可以是公共的或私人的,對稱的或不對稱的,它們通過復雜計算以偽隨機的方式生成。
但無論密碼有多長,用於生成密碼的計算有多復雜,都是以傳統計算的限制為基礎的。隨著量子計算機的到來,破解這些密碼僅需幾個小時,這樣一來,安全系統便無法發揮作用。
據市場共識預測,網絡攻擊者將在未來5至10年內具備量子能力。彼時,企業和政府必須緊跟趨勢以扭轉這種局面,成為使用量子計算強化自身的角色。
美國國傢航空航天局艾姆斯研究中心的埃莉諾·裡費爾博士呼籲采用更大的密碼容量,以避免量子威脅。與此同時,裡費爾表示,借助這種新技術,破解基於公共密碼的加密更是輕而易舉的事情。
顯然,必須采取措施以預防此類情況的發生。應對方法同樣要從量子計算入手,目的是要研發出比現在更加強大的密碼和加密系統。
量子經濟發展聯盟執行總裁約瑟夫·佈羅茲在2021年消費電子展的一場會議上指出:“企業必須開始規劃它們的量子安全戰略。埃裡克·施密特等專傢正加緊對此施壓。”
佈羅茲認為,今年我們將目睹某種基於雲的“量子霸權”論證。不同於谷歌自稱的“量子霸權”,基於雲的“量子霸權”將驗證該領域的有效算法。佈羅茲還認為,我們正在以量子計算機可以處理的算法形式更多、更好地轉化當前的問題。
我們將進入上世紀70年代物理學傢斯蒂芬·威斯納預言的量子加密時代。澳大利亞QuintessenceLabs等企業正對此進行鉆研。
由維克拉姆·夏爾馬博士創立的QuintessenceLabs致力於利用量子技術生成完全隨機的數,並在新原則的基礎上以更加安全的方式管理加密密碼。