量子計算的未來會怎樣,我們是否正處于重大突破的邊緣?行業(yè)巨頭和初創(chuàng)公司的最新進(jìn)展表明,我們比以往任何時候都更接近實現(xiàn)這項變革性技術(shù)的潛力。
2019年,谷歌的研究人員建造了一臺可編程量子計算機(jī),實現(xiàn)了量子霸權(quán)。也就是說,它執(zhí)行了傳統(tǒng)計算機(jī)在合理的時間內(nèi)無法完成的任務(wù)。在這種情況下,量子計算研究人員在大約200秒內(nèi)進(jìn)行了一次測試計算,這相當(dāng)于需要一臺超級計算機(jī)使用當(dāng)今最好的算法進(jìn)行數(shù)千年的計算。
然而,量子計算機(jī)的持續(xù)發(fā)展面臨著幾個技術(shù)障礙。量子比特是量子計算機(jī)的基本組成部分,對外界干擾極其敏感。為了真正使用量子計算機(jī),研究人員需要更好的方法來糾正這種干擾造成的誤差。
IEEE高級會員Kevin Curran認(rèn)為,量子計算領(lǐng)域的重大進(jìn)展得益于量子比特質(zhì)量、錯誤率和可擴(kuò)展性的提高,以及大型科技公司和初創(chuàng)公司的大量投資,而新量子算法的開發(fā)可以大大提高量子計算機(jī)的實用性。
在這里,他討論了量子計算的最新進(jìn)展、阻礙該技術(shù)發(fā)展的因素以及后量子網(wǎng)絡(luò)安全的前沿。
您能討論一下量子計算的任何重大發(fā)展,這些發(fā)展增加了量子計算機(jī)的可訪問性嗎?
近年來,量子計算在幾個關(guān)鍵領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展。主要科技公司通過云服務(wù)提供的量子計算使訪問民主化,使更廣泛的研究和開發(fā)成為可能。混合量子經(jīng)典算法有了大幅增長,它結(jié)合了經(jīng)典和量子計算的優(yōu)勢來解決復(fù)雜問題。
研究人員還擴(kuò)大了量子算法的組合,與經(jīng)典方法相比,其速度可能呈指數(shù)級增長,在制藥、金融和材料科學(xué)等不同領(lǐng)域都有應(yīng)用。這些發(fā)展表明,很快就會轉(zhuǎn)向更實用、更具影響力的量子計算應(yīng)用。
您對量子計算的未來和近期突破的可能性有何看法?
由于技術(shù)進(jìn)步和理論創(chuàng)新的相互作用,預(yù)測量子計算的近期突破是復(fù)雜的。雖然許多專家認(rèn)為,持續(xù)優(yōu)于經(jīng)典系統(tǒng)的實用、可擴(kuò)展的量子計算機(jī)可能還需要幾年時間,但人們對很快實現(xiàn)具體的里程碑持樂觀態(tài)度。未來五到十年可能是見證這一領(lǐng)域重大進(jìn)步的關(guān)鍵。
Y2Q代表量子年,是量子計算機(jī)破解當(dāng)前加密算法的簡寫。您對這一里程碑有何看法?
這一點至關(guān)重要,因為量子計算機(jī)可能會解密以前被認(rèn)為是安全的數(shù)據(jù),影響從政府通信到私人互聯(lián)網(wǎng)交易的一切。風(fēng)險最大的包括政府、金融機(jī)構(gòu)、科技公司、醫(yī)療機(jī)構(gòu)和任何依賴安全互聯(lián)網(wǎng)使用的人。
后量子加密算法的現(xiàn)狀如何?
抗量子網(wǎng)絡(luò)安全算法是為了保護(hù)通信免受量子計算機(jī)的潛在威脅而開發(fā)的,其根源在于被認(rèn)為能夠抵御經(jīng)典和量子攻擊的數(shù)學(xué)問題。美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)自2016年開始進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)化工作對于評估這些算法的安全性和實用性至關(guān)重要,增強(qiáng)了人們對其魯棒性的信心。
除了NIST為標(biāo)準(zhǔn)化后量子密碼學(xué)所做的努力外,量子計算領(lǐng)域還有其他幾個新興的標(biāo)準(zhǔn)和算法。其中包括互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組和歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)研究所,它們也專注于抗量子密碼標(biāo)準(zhǔn)。
您對這些抗量子算法有多大信心?
雖然這些后量子密碼系統(tǒng)已經(jīng)得到了很好的理解,但它們還沒有像傳統(tǒng)密碼方法那樣經(jīng)過廣泛的測試。
隨著加密社區(qū)繼續(xù)審查和改進(jìn)這些算法,我們對它們的信心也在增長。然而,這是一個漸進(jìn)的過程,取決于進(jìn)一步的研究和對新興威脅的適應(yīng)。因此,盡管在開發(fā)抗量子算法方面取得了有希望的進(jìn)展,但隨著該領(lǐng)域的發(fā)展,做法仍需謹(jǐn)慎。
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