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被谷歌秒删的这篇论文,或许导致密码彻底失效

2019-11-08 15:51:42 来源:垌心网 浏览:109

量子计算机被科学界广泛认为是提高计算能力的关键。不同于经典的计算机体系结构,它将具有前所未有的计算能力,可以帮助人们突破科学研究的瓶颈。

谷歌最近发表了一篇论文,揭示量子计算机已经比最强大的超级计算机拥有更强大的能力。

谷歌研究人员在一台53量子位的量子计算机上运行随机量子电路采样任务,并将它们与模拟超级计算机的计算结果进行比较。最后,他们得出结论,量子计算机已经实现了量子霸权。

根据本文给出的数据,谷歌的量子计算机花了200秒,即3分20秒来完成计算,它需要数万年才能进入今天最强大的超级计算机summit。这种比较足以让我们看到谷歌创造了什么样的“祸害”。

这也是一些科学家公认的量子至上,即量子计算机在实际应用中的计算能力超过了世界上所有的经典计算机(如计算机、手机和其他目前正在使用的设备)。

从10,000秒到200秒,时间的缩短似乎表明,借助量子计算机可以大大提高人类的计算效率,并且可以实现过去无法想象的工作。

例如,目前的计算机系统无法破译各种密码解密、rsa和其他广泛使用的衍生加密算法。即使是“最愚蠢”的详尽方法也需要几年时间。随着量子计算等计算能力的急剧增长,破解密码已经成为一件可以在一瞬间完成的事情。

这样一台神奇的量子计算机究竟是如何拥有完全粉碎经典计算机的计算能力的?这从量子计算的特性开始。

如果你对计算机的原理略知一二,那么你一定知道0和1状态的组合,它起源于过去几十年交换机体系结构的发展,形成了今天的计算机世界。在量子计算的测量单位量子比特(qubit)上,0和1的状态可以叠加,从而信息量可以指数增加,计算效率可以大大提高。

例如,假设n=5,经典计算机中的信息长度是5,但在量子计算中,它变成5的2次方,即2*2*2*2*2=32,这是6倍以上。量子计算机和经典计算机之间的差距远没有32和5那么简单。

量子霸权的实现并不意味着从现在起所有的密码都将被废弃,世界将因此而面临风险。根据本文的陈述,目前只完成了量子霸权的验证,还没有任何方法可以应用于密码破解等经典的计算机应用领域。

根据科学界广泛接受的观点,我们还需要20-30年才能看到量子计算在更广泛领域的应用。所以你现在需要知道的是量子计算已经带来了计算能力的提高,密码的安全性可以先放在一边。

量子电路,即用于量子计算的设备,都是由超导体材料制成的。因此,为了正常运行和获得可靠的数据,有必要将它们降低到接近绝对零度(大约零下273.15摄氏度)。

即便如此,经过艰苦的实验室建设、冷却和反复计算后的结果仍然缺乏准确性。谷歌表示,这一次披露的量子电路只有0.1%的保真度,这距离一台总体稳定可靠的电脑还有很长的路要走。

此外,量子计算叠加态的特性也使其无法完成经典计算机的复制和存储等常见操作,也无法在当前主流操作环境中取代后者。一些科学家说量子计算机加快了计算速度,存储数据的经典计算机可能是我们将在很长一段时间内看到的计算机形式。

只有找到有效的方法来解决设备运行环境和保真度的问题,量子计算才能从实验室的贵重物品变成流行的计算方法,更不用说改变我们的生活或造成伤害。

由于这个量子计算机项目是由谷歌和美国国家航空航天局(nasa)联合进行的,这篇论文最初是在美国国家航空航天局发表的。然而,相关人员后来删除了该文件,称该文件中的数据和结论没有经过完整的同行审查过程,不符合出版条件。

一旦论文的权威性得到认可,我们就可以期待计算能力在世界上的爆炸。谷歌量子计算主管哈特穆特·内文(Hartmut neven)表示,量子计算机的计算能力将会以双指数速度增长,这是摩尔定律在经典计算机领域的力量,“计算机性能每18个月翻一番”

谷歌经历的案例足以表明,去年12月,普通笔记本电脑可以模拟当时谷歌最好的量子电脑。到今年1月,必须使用具有足够性能的台式计算机。又过了一个月,谷歌找不到可以模拟的物理计算机,只能在谷歌庞大的云服务服务器集群的帮助下完成。

除了谷歌,来自ibm、主要互联网公司和世界顶尖大学的研究人员正在联合进行量子计算机的研究。人们越来越接近量子计算机能够在不同的应用场景中取代传统计算机,实现完全意义上的量子霸权。

不仅破解密码的“小事”,社会科学、材料研发、机器学习、人工智能等领域都将受益于量子霸权带来的计算能力的爆发。自计算机诞生以来,我们可能迎来另一场信息革命。至于比计算能力更棘手的问题,它仍然限制着设备的耐用性?也许它也可以解决。

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