量子計算機攻擊能防止嗎?建造量子計算機有多難?

今天，小編將在這篇文章中為大家?guī)?a href="/tags/量子計算機" target="_blank">量子計算機的有關(guān)報道，通過閱讀這篇文章，大家可以對量子計算機具備清晰的認(rèn)識，主要內(nèi)容如下。

一、量子計算機攻擊能防止嗎

因為有一些已知的量子算法打破了當(dāng)今最常用的密碼學(xué)方法。幸運的是，量子技術(shù)也提供了解決方案。利用量子密鑰分發(fā)(QKD)，可以在發(fā)送者和接收者之間安全地建立秘密密鑰，這不是科幻小說。商業(yè)QKD系統(tǒng)可從幾個供應(yīng)商處獲得，并且已經(jīng)部署了基于空間的版本。標(biāo)準(zhǔn)的QKD系統(tǒng)使用單一的光粒子處于兩種可能的狀態(tài)之一，例如水平或垂直偏振。這將傳輸限制為每個光子一位，在某種意義上，光子被編碼成只有兩個字母的字母表：a和b。

科學(xué)家現(xiàn)在用一千多個字母增加了這個數(shù)字。這增加了對噪聲的抵抗力，并潛在地提高了數(shù)據(jù)速率。通過在10^24個使用過的光子的可能位置，對量子信息進(jìn)行編碼來實現(xiàn)這一點。為了讓攻擊者很難看到發(fā)送的內(nèi)容，會在兩個不同的字母表之間隨機切換編碼。領(lǐng)導(dǎo)這項實驗的Pepjn Pinkse解釋說：這就像試圖猜測兩個會議室里在說什么。一個房間的會議語言是中文，另一個房間的會議語言是荷蘭語，但你在進(jìn)入之前并不知道。

如果一個說荷蘭語的人選擇了中文房間，他什么都不懂，盡管對于一個說中文的人來說，講說是非常清楚的。在該方法中，發(fā)送者使用兩種語言，并在它們之間隨機切換。此外，接收者還可以在以一種語言或另一種語言收聽之間進(jìn)行切換。只有在語言一致的情況下，才能傳達(dá)有用的信息。同時聽兩種語言是物理學(xué)基本定律所禁止的。研究人員將這項技術(shù)與非常微弱的光、視頻投影儀芯片和現(xiàn)代單光子探測相機一起使用，證明了它們可以在每個光子上傳輸多達(dá)7個安全比特。

二、建造量子計算機有多難

對于所有計算機，它的核心都是芯片。只不過傳統(tǒng)計算機的核心是CPU，而量子計算機的核心是量子芯片。傳統(tǒng)CPU芯片更關(guān)注芯片制造的工藝，比如使用3納米還是5納米工藝，相比之下，量子芯片對制程工藝并沒有那么嚴(yán)格的要求，而是對芯片的運行環(huán)境有著嚴(yán)格甚至是嚴(yán)苛的要求。為了實現(xiàn)對量子比特的精確控制，就需要精確控制量子芯片周圍的溫度、震動、噪聲、電磁波等等環(huán)境因素。

就拿百度這次發(fā)布的超導(dǎo)量子計算機乾始為例，它里面的量子芯片工作在極低的溫度，達(dá)到了零下273.14度，只比絕對零度只高一點點。所以對制造量子芯片的材料也有更高的要求，比如使用更高純度的硅等等。

除了芯片本身，設(shè)計芯片用的EDA軟件也要重新設(shè)計和開發(fā)，比如需要重新采集低溫環(huán)境下電路數(shù)據(jù)，并且對電路的行為進(jìn)行建模仿真。為了達(dá)到接近絕對零度的低溫，傳統(tǒng)的冰箱肯定不能用，還要用特殊的制冷機。量子芯片的數(shù)據(jù)輸入和輸出，也要通過專門的路徑和控制芯片來完成。所有的這些，其實都是量子計算機的硬件部分。

事實上除了硬件之外，軟件也是同樣重要甚至是更重要的部分。和傳統(tǒng)計算機類似，量子計算機也需要通過編程才能使用，這就需要編程環(huán)境和編程工具，他們統(tǒng)稱為量子計算平臺。比如百度的量易伏，這次發(fā)布了3.0版本，它就結(jié)合了量子軟件開發(fā)工具集SDK、云上的集成開發(fā)環(huán)境IDE，支持混合語言編程，還能從云端進(jìn)行接入，并且可以連接多種不同的超導(dǎo)計算機硬件。

雖然已經(jīng)很復(fù)雜了，但這個時候這個量子計算機還不算是能用。為了真正讓量子計算機從實驗室里走出來，實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，還要解決的另外一個關(guān)鍵問題就是應(yīng)用和落地。就像人工智能里下棋的阿爾法狗、新能源汽車?yán)锏臒o人駕駛一樣，量子計算也必須找到自己的殺手級應(yīng)用。

除了一開始說的質(zhì)因數(shù)分解這些特別基礎(chǔ)性的應(yīng)用之外，其實人們更關(guān)心什么時候能把量子計算機用在更廣泛的領(lǐng)域，比如機器學(xué)習(xí)、互聯(lián)網(wǎng)、生物醫(yī)藥這些地方，并且讓普通開發(fā)者也能用量子計算機進(jìn)行開發(fā)。

以上所有內(nèi)容便是小編此次為大家?guī)淼挠嘘P(guān)量子計算機的所有介紹，如果你想了解更多有關(guān)它的內(nèi)容，不妨在我們網(wǎng)站或者百度、google進(jìn)行探索哦。