量子計(jì)算機(jī)潛力如何?量子計(jì)算機(jī)可否破解量子加密信息?

計(jì)算機(jī)" target="_blank">量子計(jì)算機(jī)將是下述內(nèi)容的主要介紹對(duì)象，通過(guò)這篇文章，小編希望大家可以對(duì)量子計(jì)算機(jī)的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識(shí)和了解，詳細(xì)內(nèi)容如下。

一、量子計(jì)算機(jī)的潛力

量子計(jì)算機(jī)的工作原理和經(jīng)典計(jì)算機(jī)最大的差異，就是存儲(chǔ)和傳輸數(shù)據(jù)的基本單元“比特”被替換成“量子比特”。這里，我們利用了量子疊加原理：一個(gè)量子比特能“同時(shí)”處于0和1兩個(gè)邏輯狀態(tài)的線性疊加態(tài);兩個(gè)量子比特的狀態(tài)可以同時(shí)處于00、01、10、11四個(gè)邏輯狀態(tài)的疊加態(tài);多個(gè)量子比特對(duì)應(yīng)的狀態(tài)可以達(dá)到指數(shù)增長(zhǎng)。量子算法的核心，就是如何利用好這些量子疊加態(tài)，來(lái)加速計(jì)算問(wèn)題的求解速度。

其中，最著名的量子算法是Shor在1994年發(fā)表的大數(shù)分解量子算法，其直接威脅到經(jīng)典計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)依賴的加密系統(tǒng)。雖然我們還沒(méi)有研發(fā)出通用的量子計(jì)算機(jī)，但是Shor算法的出現(xiàn)，已經(jīng)引起不少網(wǎng)絡(luò)安全專家的關(guān)注。如果某些機(jī)構(gòu)或者個(gè)人在五十年后研發(fā)出量子計(jì)算機(jī)，今天我們通過(guò)公共領(lǐng)域，比如互聯(lián)網(wǎng)，發(fā)送的所有加密信息，一旦被攔截儲(chǔ)存下來(lái)，將會(huì)被一一破解。于是，量子計(jì)算機(jī)的構(gòu)想，促使了網(wǎng)絡(luò)安全專家去開(kāi)發(fā)能對(duì)抗“量子攻擊”的新加密方法。

近年來(lái)，量子計(jì)算的研究已經(jīng)有不少重大突破，促進(jìn)了量子計(jì)算復(fù)雜性的發(fā)展。同時(shí)，利用量子算法的經(jīng)驗(yàn)也對(duì)經(jīng)典算法帶來(lái)沖擊。目前已經(jīng)有不少新的經(jīng)典算法是通過(guò)研究量子算法得到靈感的，體現(xiàn)出量子算法研究的總體價(jià)值。

對(duì)于未來(lái)，研究人員普遍認(rèn)為，量子計(jì)算機(jī)在量子化學(xué)模擬和人工智能領(lǐng)域中能夠大有作為。像過(guò)去許多偉大的發(fā)明一樣，量子計(jì)算機(jī)一旦研發(fā)成功，我們還會(huì)找到更多今天意想不到的應(yīng)用。

二、量子計(jì)算機(jī)可否破解量子加密信息

通過(guò)上面的介紹，想必大家對(duì)量子計(jì)算機(jī)的潛力已經(jīng)具備了初步的認(rèn)識(shí)。在這部分，我們來(lái)了解一下量子計(jì)算機(jī)可否破解量子加密信息。

潘建偉團(tuán)隊(duì)發(fā)表《基于糾纏的千公里級(jí)安全量子加密》的論文，在量子密鑰領(lǐng)域，潘建偉可以算得上最為知名的科學(xué)家，量子密鑰被一些人認(rèn)為是最安全的通信保密方法，可以稱其為密碼界的“最強(qiáng)之盾“也不為過(guò)。

而同樣的利用量子糾纏研發(fā)的量子計(jì)算機(jī)，號(hào)稱可以在一秒內(nèi)破解全球所有密碼(50量子bit),從這一方面來(lái)說(shuō)，量子計(jì)算機(jī)又可以稱為密碼界的“最強(qiáng)之矛”。

同樣是基于量子糾纏理論這生的兩種應(yīng)用，“最強(qiáng)之矛”和“最強(qiáng)之盾”到底誰(shuí)更強(qiáng)?

從信息學(xué)的角度來(lái)看，無(wú)疑是量子計(jì)算機(jī)更具有價(jià)值，它的做用在于可以創(chuàng)造更多有價(jià)值的信息。破解密碼只是其中的一個(gè)方面。它的信息集合產(chǎn)生的干涉更多。

而量子密鑰的作用只有一個(gè)就是安全保密。從密碼學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，一條密碼的信息量越大，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，則產(chǎn)生的加密信息越難破解。而對(duì)于量子計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，窮舉法，就是其無(wú)敵的手段。

密碼結(jié)構(gòu)再繁瑣，生成的加密信息再?gòu)?fù)雜，其本質(zhì)不變，就是信息的關(guān)聯(lián)性不變。關(guān)聯(lián)性包含了信息與信息集合體的配合，信息的關(guān)聯(lián)信息集合(如密碼本)。加密信息的量越大，其規(guī)律性越高，越好破解。量子密鑰則是一種隨機(jī)密碼，對(duì)信息進(jìn)行小量的分割，并應(yīng)用不同的密鑰進(jìn)行加密解密?？雌饋?lái)似乎也是無(wú)懈可擊，但是對(duì)于碎片化的信息關(guān)聯(lián)，還是不能脫出其整體關(guān)聯(lián)性，即最終信息必然是有關(guān)聯(lián)信息。

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