世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机在中国诞生

2017年5月3日,科技界迎来了一个大新闻:全球第一台超越早期经典计算机的光量子计算机在中国诞生。这个“世界第一”才是真正的“中国制造”,量子计算机的诞生将改变世界计算机和半导体产业链的格局。操纵多粒子纠缠作为量子计算的技术制高点,一直是国际竞争的焦点。在光子系统上,中国在世界上率先实现了五光子、六光子、八光子和十光子纠缠密码学算法 大数问题,并始终保持国际领先水平。在超导系统中,2015 年,Google、NASA 和加州大学,圣巴巴拉宣布实现九个超导量子比特的高精度操控。这一纪录已被中国科学家团队打破。

紧接着6月,在北京举办的“阿里科技下午茶”活动上,阿里集团首席通信科学家谢重金博士介绍了阿里NASA计划——量子通信技术发展计划。据介绍,除了继续发展量子通信技术,阿里巴巴还将通过阿里云向全球企业输出量子通信安全服务。3月,阿里云发布全球首个云端量子通信商用服务,开启量子信息科学普惠发展之门。

为什么量子计算机在 2017 年突然升温?这必须从摩尔定律开始。

对于计算机领域来说,摩尔定律可以说是整个计算机行业最重要的定律。这实际上是一个预测:每两年,微处理器中的晶体管数量就会翻一番——这意味着芯片的处理能力也会翻一番。这种指数级增长促使 1970 年代的大型家用电脑转变为 80、90 年代更先进的机器,这反过来又催生了高速互联网、智能手机和现在的联网汽车、智能冰箱和恒温器等 1990 年代以来,整个计算机行业按照摩尔定律一步步发展。

但现在,这一轨迹即将结束。半导体行业技术升级速度放缓,尤其是芯片处理器行业。10纳米处理器的上市时间比预期的要晚很多,因此相应载板的上市计划也被推迟了。目前市场上的 14nm 处理器的使用时间比我们想象的要长得多。根据许多微处理器制造商之前的公告,有理由认为更新早就应该进行了。一般来说,每两年就会向市场推出新一代 CPU。但到目前为止,我们已经看到这一次的升级速度似乎要慢得多,比原计划晚了一年半。

摩尔定律被打破

其实这和经济发展的道理是一样的。传统的计算机技术面临瓶颈。如果发展停滞,计算机领域就会出现“经济危机”。谁来接替死去的摩尔定律,拯救未来的计算机发展?量子计算机成为一种选择。

破译量子计算机

量子计算机是根据量子力学中的叠加原理和量子纠缠等性质进行数据计算的计算机。在密码学、科学仿真、大数据处理等科研机构、企业和政府的应用中具有无可比拟的优势。下一代计算机。量子计算机理论上是具有超快并行计算和模拟能力的计算机。曾经有人打过一个比喻:如果说传统计算机的速度是一辆自行车,那么量子计算机的速度就像一架飞机。例如,操纵 50 个微观粒子的量子计算机可以比最快的“神威太湖之光”超级计算机更快地处理特定问题。

量子计算分析

图片[1]-世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机在中国诞生-老王博客

量子计算机

实际上,我担心的是量子计算对网络安全的影响。

随着量子计算机的发展,传统的摩尔定律可能在未来 10 到 15 年被量子计算所取代。今天需要几年计算的数据量,如果使用量子计算,可能只需要几秒钟,因为量子的计算速度是 10 的 24 次方,而且量子计算的用途非常广泛。用在任何场景中,用在通信中。它是通信,用于计算是计算,用于人工智能是人工智能。本质上,量子人工智能的计算能力为其发展提供了革命性的工具,采用相干叠加的方式实现计算,无与伦比的超级计算能力,能够成倍地加速学习能力和速度,并轻松处理大数据。挑战。这是量子的。量子的计算能力是不可估量的,它的未来更是不可估量。因此,推翻传统的摩尔定律只是时间问题。

安全

但我们真的准备好了吗?

随着量子计算机的落地,未来网络安全与密码学、通信、半导体等一系列行业将发生巨大变化。例如,量子计算机强大的计算能力将彻底摧毁当前传统的安全算法体系。滑铁卢大学量子计算研究所联合创始人、全球风险研究所特别顾问 Michelle Mosca 在一份报告中警告说:“随着量子计算的出现,我们今天使用的公钥密码学工具有 1 /7到 2026 年崩溃的可能性。到 2031 年,这种可能性将突然跃升至 50%。”

这种威胁源于量子计算机的运行方式与传统计算机截然不同。在传统计算中,数字要么是 0 要么是 1,但量子计算依赖于原子级单位——量子比特或“量子比特”,它可以在叠加状态下同时呈现 0 和 1。性能和效率的显着提高是其中的好处,但每件事都有两个方面。量子计算的一个意想不到的后果是彻底颠覆了当今支撑网络安全的一些加密工具。加密通常依赖于分解大数的难度,但研究人员最近证明,第一台 5 原子量子计算机可以破解这种加密。包含最常用的DES、HASH、RSA算法。

对当今密码学的量子计算机攻击预计将在未来 15 到 20 年内成为现实。一旦面世,量子计算机可以比现有计算机更快地完成某些计算,甚至威胁到目前最知名的安全算法,如国际上的toRSA和ECC,以及中国发明的国密算法SM2。目前密码学算法 大数问题,诸如传输层安全 (TLS)、S/MIME 或 PGP/GPG 等各种互联网标准利用基于 RSA 或 ECC 的加密方法来保护金融、计算机、服务器或工业控制系统中的数据通信。众所周知的例子是在手机上以“https”或“即时消息”加密开头的网上银行等。可以肯定的是,所有银行、政府、

好笑的是,国安局有很好的量子技术破解比特币,但他们说不做,因为Enigma密码系统在二战中被破解,结果敌人会升级技术,所以他们不做。”不想。主动发起安全攻击比赛,就是一个很好的隐藏钟声的理由,呵呵。我只能说,如果量子计算机真的可以量产,破解传统的密钥系统只是时间问题,而这并不取决于人的意志。这不亚于原始炸弹对世界结构的影响。

最终结论:截至目前,安全行业还没有准备好如何面对量子计算机。

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