量子計算的未來會怎樣,我們是否正處于重大突破的邊緣?行業巨頭和初創公司的最新進展表明,我們比以往任何時候都更接近實現這項變革性技術的潛力。
2019年,谷歌的研究人員建造了一臺可編程量子計算機,實現了量子霸權。也就是說,它執行了傳統計算機在合理的時間內無法完成的任務。在這種情況下,量子計算研究人員在大約200秒內進行了一次測試計算,這相當于需要一臺超級計算機使用當今最好的算法進行數千年的計算。
然而,量子計算機的持續發展面臨著幾個技術障礙。量子比特是量子計算機的基本組成部分,對外界干擾極其敏感。為了真正使用量子計算機,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認為,量子計算領域的重大進展得益于量子比特質量、錯誤率和可擴展性的提高,以及大型科技公司和初創公司的大量投資,而新量子算法的開發可以大大提高量子計算機的實用性。
在這里,他討論了量子計算的最新進展、阻礙該技術發展的因素以及后量子網絡安全的前沿。
您能討論一下量子計算的任何重大發展,這些發展增加了量子計算機的可訪問性嗎?
近年來,量子計算在幾個關鍵領域取得了重大進展。主要科技公司通過云服務提供的量子計算使訪問民主化,使更廣泛的研究和開發成為可能。混合量子經典算法有了大幅增長,它結合了經典和量子計算的優勢來解決復雜問題。
研究人員還擴大了量子算法的組合,與經典方法相比,其速度可能呈指數級增長,在制藥、金融和材料科學等不同領域都有應用。這些發展表明,很快就會轉向更實用、更具影響力的量子計算應用。
您對量子計算的未來和近期突破的可能性有何看法?
由于技術進步和理論創新的相互作用,預測量子計算的近期突破是復雜的。雖然許多專家認為,持續優于經典系統的實用、可擴展的量子計算機可能還需要幾年時間,但人們對很快實現具體的里程碑持樂觀態度。未來五到十年可能是見證這一領域重大進步的關鍵。
Y2Q代表量子年,是量子計算機破解當前加密算法的簡寫。您對這一里程碑有何看法?
這一點至關重要,因為量子計算機可能會解密以前被認為是安全的數據,影響從政府通信到私人互聯網交易的一切。風險最大的包括政府、金融機構、科技公司、醫療機構和任何依賴安全互聯網使用的人。
后量子加密算法的現狀如何?
抗量子網絡安全算法是為了保護通信免受量子計算機的潛在威脅而開發的,其根源在于被認為能夠抵御經典和量子攻擊的數學問題。美國國家標準與技術研究院(NIST)自2016年開始進行的標準化工作對于評估這些算法的安全性和實用性至關重要,增強了人們對其魯棒性的信心。
除了NIST為標準化后量子密碼學所做的努力外,量子計算領域還有其他幾個新興的標準和算法。其中包括互聯網工程任務組和歐洲電信標準研究所,它們也專注于抗量子密碼標準。
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已經得到了很好的理解,但它們還沒有像傳統密碼方法那樣經過廣泛的測試。
隨著加密社區繼續審查和改進這些算法,我們對它們的信心也在增長。然而,這是一個漸進的過程,取決于進一步的研究和對新興威脅的適應。因此,盡管在開發抗量子算法方面取得了有希望的進展,但隨著該領域的發展,做法仍需謹慎。