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量子计算机超越传统超级计算机性能

来源于 数码通 2023-10-08 18:49

据外媒报道,随着量子计算技术的不断发展,网络专家担心未来数据安全会受到威胁。构建量子安全加密的竞赛正在进行。

谷歌首席执行官桑达尔·皮查伊(Sundar Pichai)和 Sycamore 量子计算机

当谷歌表示它已经超越了传统超级计算机的性能并实现了“量子霸权”时,专家们的反应既兴奋又担忧,担心下一代计算可能会影响从医学到金融投资组合优化的方方面面。

10 月,这家科技巨头表示,其 Sycamore 量子处理器在 200 秒内完成了一项任务,该任务需要世界上最快的超级计算机 10,000 年才能完成,尽管 IBM 等公司对此规模提出质疑。

量子计算机可以通过检查所有选项来找到最佳路线或选择。这可能涉及许多用途,例如寻找最具成本效益的货运路线和最有效的自然资源开采方法。

专家表示,量子计算有潜力通过对分子进行全面建模来改变材料科学和药物开发,其对相互依赖关系进行建模的能力可以优化金融投资组合。

然而,网络安全专家和情报机构担心数据安全加密系统将被量子风暴摧毁。

从 WhatsApp 等即时通讯服务,到网上银行、电子商务和安全网页浏览,加密是一切的基础。它使用RSA算法对来自发送方的数据进行加扰并向接收方提供解密密钥。这些算法基于数学函数,这些函数很容易在一个方向上计算,但很难逆向计算。计算两个大素数(素数)的乘积很容易,但分解大素数却非常困难。

伯明翰大学计算机科学学院高级讲师 Christophe Petit 表示:“如果是 300 或 400 位数字,即使使用最大的计算机,分解也会很困难。没有有效的方法来分解解决这个问题,而加密技术就依赖这个难点。”

由于量子计算机提供了额外的能量,分解等问题很容易扩展。佩蒂警告说,“一旦建造出大规模量子计算机,我们今天使用的所有密码学将不复存在。”

第一台真正的量子计算机何时问世尚不确定。与全尺寸商用计算机相比,建造具有量子特性的计算机还有很长的路要走,部分原因是量子计算机需要超冷条件。

破解加密技术可能会让不良行为者监视通信和数据(包括军事机构之间流动的机密情报)或获得对关键基础设施和设施的后门访问权限。金融数据还严重依赖量子加密,而量子加密很容易受到攻击。

网络安全公司Post-Quantum首席执行官Andersen Cheng指出,“要破解加密,只需要一台在实验室条件下工作的量子计算机。” Andersen Chen 将其比作制造发动机和变速箱变速箱,而不是制造一辆完整的汽车。他说:“许多国家正在建造量子计算机,他们只需要一个工作引擎就可以开始破解加密。”

“在公众舆论中,人们说我们需要 10 到 20 年才能拥有第一台完全商业化的量子计算机,”Andersen Chen 说。 “他们说,在网络安全领域,可能需要5到10年的时间。但在过去的两年里,情报界开始担心,因为他们相信量子计算机将比我们想象的更早面世。”

美国国家安全局(NSA)、美国国家标准与技术研究所(NIST)和英国政府通信总部等机构都在致力于后量子网络安全。

为了构建抗量子加密,网络团队需要识别同步处理没有优势的问题类别。这些应该是已经被理解但需要大量时间才能解决的问题。

基于网格的加密是 IBM 等公司正在探索的一种主要方法。它使用高维几何结构来隐藏信息,并且即使对于量子计算机而言,如果没有密钥也无法击败。 Andersen Cheng 说,另一种技术是从卫星行业借来的,它故意在加密过程中引入随机错误,这样即使相同的输入被加密,每次的输出看起来都不同。

几十年来,一小群网络研究人员一直在探索后量子安全协议,但专家表示,我们需要更快地前进。 “我们不仅希望在量子计算机问世时做好准备,而且要提前 20 年做好准备,”佩蒂说。 “我们应该在电子投票系统、医疗数据和飞机等领域推出未来几十年安全的系统。加密技术。即使20年后第一台量子计算机问世,从某种意义上来说,我们已经来不及了。”

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