外行也看得懂!了解量子计算的奇迹( 四 )


2. 后量子密码学
当前的加密技术基于RSA之类的算法 , 负责保证当今网络空间的安全性 。 网络 , 信息传输 , 实时通信 , 在线金融交易等均受其保护 。
加密技术基于两个方面:密钥和加密算法 。 想象一个数字 , 它是两个质数的乘积 。 假设是35 。 此时 , 加密算法是简单的乘法 , 密钥是质数因子5和7 。 该过程构成了RSA算法的基础 。
很容易吧?但是这里出于理解目的 , 只是一个两位数 。 如果有一个只有两个质数的7位数字怎么办?你仍能迅速解出答案吗?
在现实世界的网络安全中 , RSA使用的数字量很大(2048位) , 这表明目前的经典计算机无法在正常人的寿命时长内破解它!因此 , RSA加密数据非常安全 , 不会被黑客破解 。
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图源:technologyreview
但是 , 如果量子计算机试图破解它该怎么办?尽管目前的量子计算机还没有这样做的能力 , 但根据不断发展的趋势 , 我们可能会在三十年内拥有顶尖的量子计算机 。 这就是由量子计算机带来的对现有安全系统的威胁 。
为了解决这个问题 , 后量子密码学(PQC)出现了 , 即使是量子计算机也无法破解基于PQC的加密 。 PQC基于携带偏振光子的信息传输 。 它为窃听者提供了数百万种可能性 , 因此使其几乎不可能被破坏 。
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当前的量子计算
前量子时代(当前)的主要亮点
初创企业的出现:意识到了量子计算的巨大潜能 , 众多企业家走到台前 , 并基于其在多个领域(存储 , 安全性 , 云计算 , 科研等)的技术来建立初创企业 。
量子计算领域的主要算法
· Shor算法
· Grover算法
· Deutsch-Jozsa算法
· Bernstein Vazirani算法
? Simon算法
开源研究工具和社区的发展
· https://github.com/rigetti/pyquil:使用Quil进行量子编程的Python库 。 (由RigettiComputing提供)
· https://www.tensorflow.org/quantum:TensorFlow Quantum(TFQ)是一个量子机器学习库 , 用于对组合量子—经典ML模型进行快速原型构建 。 (由Google提供)
· https://qiskit.org/:Qiskit是一个开放源代码的量子计算软件开发框架 , 旨在于科研 , 教育和商业中利用当今的量子处理器 。 (由IBM提供)
· https://qiskit.slack.com/#/:Qiskit社区休闲频道
可以预见 , 在未来 , 量子计算还会有更多超出我们想象的功能和应用 。
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