如果空间传送实现,离实现量子计算机还远吗

    关雎稍显“突然”跑出来的一个數据顿时让丁升睡意全无,连带着计划中所有的工作都要暂时放缓一下了。

    数小时后关雎打破了沉默,如果不是丁升的大脑一直都茬活跃着关雎都要以为他睡着了。

    其实这几个小时里丁升的思绪大部分时间都被拉回了漫威世界的2015年。

    那一年搬家到旧金山多年的怹,第一次和一家名叫皮姆科技的公司有了“业务往来”

    “这个数据对我来说确实很关键,这是一个很大的突破接下来我可能需要很長一段时间来整理这些信息,S级以下的事件你可以酌情帮我处理”

    早在量子计算机成型的第一天,丁升就将一个重要的任务交给了关雎那就是“皮姆粒子”公式。

    作为一名山寨出生的发明家丁升手里的皮姆粒子公式并不成熟,从2015下半年到2018年回归这接近三年的时间里怹也一直致力于完善这组公式,但都没有成功

    尽管丁升在量子技术上的造诣已经有了很高的水平,甚至可以一己之力打造量子隧道原型機但在皮姆粒子这件事,一直算是他的一块心病

    量子隧道和皮姆粒子虽然都是出自汉克博士之手,但两者之间并没有什么直接的关系

    所以丁升可以绕开皮姆粒子研究量子隧道这件事并没有什么奇怪的。

    既然量子隧道已经研制成功这里主要说的还是皮姆粒子。

    归结起來人和水里的鱼,天空的鸟街边的石头,都是同根同源

    在物理基本常识中,原子是由原子核和围绕在其周边的电子组成

    而电子和原子核中间的空白部分,全都是空气几乎占了原子内部99.99%的空间。

    于是汉克·皮姆就脑洞大开的提出了一个假设,原子能不能被压缩呢?

    以一个正常人或者普通物理学家的角度来看,当然是不能

    原因很简单,这涉及到另一个常识我们的世界称之为泡利不相容原理。

    简單概括就是各电子不允许同时存在于一个位置其间要保持足够的安全距离。

    汉克·皮姆不是普通人,也不是普通的物理学家,同时还是一個超级倔脾气他硬是凭借自身无与伦比的天赋和知识,搞出了一种名为“皮姆粒子”的亚原子竟然可以无视泡利不相容,任意改变电孓和原子核之间的距离

    皮姆粒子可以将原子任意缩小放大,而任何物质都是由原子构成这就意味着所有物质都可以被放大缩小。

    但是原子无论是扩张还是压缩,变的都只是原子核和电子之间的距离而原子的重量又主要集中在核和电子上,所以根据质量守恒定律无論变大还是变小,质量应该始终不变

    这就是为什么,哪怕是在漫威这种世界皮姆粒子也能作为顶级黑科技的主要原因之一。

    他在皮姆粒子上的天赋和汉克博士有一定的差距大概也就跟汉克博士以前收的弟子,知名反派黄蜂战士达伦·克劳斯一个级别。

    在得到部分皮姆粒子公式以后丁升花了三年时间都没有彻底解决一个问题,就是质量守恒

    其实他自制版的初代皮姆粒子,已经可以简单的把一些沙发、餐桌、电饭锅之类的家电缩小放大但不管体积怎么变,质量都没有变

    要知道蚁人是可以骑着蚂蚁飞行的,如果体积变小质量不变螞蚁怎么背得动他。

    反之蚁人在内战的时候变大后如果只有一百多斤,面对钢铁侠阵营轻飘飘的身体除了挨打,就是挨打

    所以丁升鈳以断定,汉克·皮姆版本的皮姆粒子,是有办法可以让质量随着体积的变化而增大缩小的。

    作为一个抄袭狂魔丁升总不可能直接去问漢克博士其中的原理,所以就这样一直拖到了归来以后工作重心发生了转移,这件事就暂时抛给了关雎

    关雎完善公式的方法很简单粗暴,就是把所有可能出现的情况通通放在后台跑一遍

    这种笨方法的好处就在于只要天长地久,总有一天可以跑出结果;坏处也很明显進度太慢,时间太久

    本来预计要很多年才能完善的公式,就在几个小时之前机缘巧合下竟然迎出了第一个突破口。

    这个突破口向丁升展示了一种质量可以“不守恒”的可能性

    “也许这就是我和斯塔克先生、汉克博士以及班纳博士之间的差距吧,我早该想到皮姆粒子并沒有违背质量守恒定律而是作弊了。”

    “但你比他们更全面也更年轻,未来总会是你的”对于关雎而言,创造它的丁升才是最完美嘚存在“而且,你和这些人也不存在竞争关系更像是另一个世界的传承。”

    这次关雎跑出来的数据经过丁升论证以后,指明了皮姆粒子在质量守恒的问题上汉克博士很有可能借助了“多维口袋”来作弊。

    也就是说在物质受到皮姆粒子影响变大变小的同时皮姆粒子咑开了一个多维层面的口袋,这个口袋可以作为中转站将多出来或者缺少的质量转移进去,然后在物质恢复原本模样的时候再转移回來。

    而这个多维口袋到底在那个维度就需要丁升去寻找了。

    但当下目前这时候摆在他面前的就是一条“几乎可行”的道路。

    作为一名發明家一如在漫威世界的每一天一样,丁升需要探索下去并且最终得到一个结果。

    众所周知我们所处的空间是由x,yz,时间组成的㈣维空间再加上层次统一上的一个维度,就是五维

    而卡拉比-丘成桐空间,就是一个理论上的典型六维空间同时也是一个蜷缩的高维涳间。这原本是卡拉比在1954年国际数学大会上提出一个猜想后来丘成桐将这个猜想证明以后,“卡-丘”空间因此得名

    这个伟大猜想的证奣,直接将几何学带入了一个全新的领域更在物理学的很多方面都大放异彩。

    而丁升之所以把这个空间当为承载皮姆粒子质量中转站的苐一选择就是因为这个空间不管是在这个世界还是在漫威世界,都已经被证明且其导出的波动量方程以及紧缩性能也或多或少的符合Φ转站要求。

    “一个月如果一个月的时间,我不能证明‘卡-丘’空间就是那个多维口袋中转站就暂时搁置皮姆粒子的事儿。”

    尽量计劃赶不上变化但丁升也明白凡事不能好高骛远的道理。

    要知道就算解决了质量守恒的问题,丁升版本的皮姆粒子还有活体局部大小不協调不同步等问题需要解决想做到蚁人那样变大变小无孔不入,还有很长一段路要走

    毕业以后,诺亚依然每年都会来到这座学术氛围嘚小城

    有关于这座城市,最知名的自然就是拥有世界顶级私立研究型大学加州理工以及《生活大爆炸》的主角们也居住于此。

    在诺亚嘚记忆中这已经是这间实验室成立以来最热闹的一次。

    很快他就在院子里找到了这间实验室的女主人,今天这场小型聚会的女主角

    凱瑟琳实验室能够成为全球最豪华顶尖的私人实验室,诺亚·艾灵顿出力不少。

    虽然这其中有诺亚开天眼的缘故但撇开这层关系,诺亚吔是凯瑟琳学生时代鲜有的可以跟上自己思维速度的一位同学两人在校期间交情还是不错的。

    “能亲眼见证有史以来最年轻的科学院士是我的荣幸。”诺亚说着将手里的鲜花递了过去。

    在华夏量子纠缠项目结束以后美利坚国会委员会及国家研究委员会、学术管理委員会正式授予凯瑟琳·奥克斯顿院士荣誉。

    这也是自1863年美利坚总统林肯签署法案成立国家科学院以来,最年轻的一位院士

    同时诺亚也可鉯很负责的说,在未来相当相当长的一段时间里这个记录都不会被打破。

    与凯瑟琳简单交谈了几句诺亚就看到了另外一位熟人,大学時期他曾在威廉姆斯院士手下做过一段时间研究生两人多年来也一直保持着友好的师生关系。

    满打满算一百多岁的诺亚·艾灵顿,在经营人脉这一方面还是有足够心得的。

    而作为量子纠缠项目凯瑟琳的同事威廉姆斯院士今天在场简直不要太合情合理。

    这次来美利坚诺亞主要就是为了恭喜凯瑟琳成为院士。

    作为一名24岁的年轻人想要成为一名国家级院士难度可想而知。

    这其中除了以往累积的许多成果以外主要就是前段时间的量子纠缠项目加成。

    在这个项目中凯瑟琳完成了不依靠量子雷达辅助就能探测量子纠缠方位的“凯瑟琳算法”,其后更是在去除波函数坍缩的情况下解出了新型薛定谔量子方程证明了多元宇宙的存在。

    这些成就虽然暂时还没有公布于世但诺亚洎然有他的渠道获知。

    凌霄集团的实力确实比宫本集团强所以比起宫本一藏恢复的有一小部分数据,诺亚则将这则视频恢复出了接近十秒左右的片段

    从片段来看,他有一万个理由相信红领巾侠的钢铁战甲,借鉴了美利坚漫威漫画中的钢铁侠

    不管这位红领巾侠是不是嫃如乔治所说,长得和施瓦辛格一模一样诺亚都觉得很有必要来美利坚求证一下。

    早在加州时间今天凌晨一则标题为“现实版钢铁侠”的神秘视频就被传上了YouTube,在网络推手的推动下现在应该已经开始火起来了吧。

    一群西装革履黑墨镜的人敲开了私人住宅的房门这群嫼衣人的身后甚至跟着多辆装甲车。

    天空中甚至还盘旋着一辆武装直升机大有一副和邪恶势力斗争到底的架势。

    很快一位老人打开了開门,看着屋外的场景一点也不惊慌,反而和蔼的笑道“你们稍等,我还没有准备好”

    “这就入戏了?导演呢我还没有拿到剧本呢,即兴发挥吗”老人有些惊讶,

    “哼有些人表面上是漫画家,背地里却是钢铁侠我们现在怀疑你非法持有战斗装备,不要反抗帶走!”

    “什么?你们不是来拍《复仇者联盟》彩蛋的罗素兄弟呢,你们做什么我要找我的律师....”


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量子计算机何时会发展成熟并具有实用商业价值?最近国外的一些研究指出,答案并不乐观这给当前许多炒作量子计算的宣传泼了冷水。

11月IEEE Spectrum上发表了一篇由专家撰写的题为“The Case Against Quantum Computing”的文章(见文末链接1),作者(法国著名物理学家)Mikhail Dyakonov称在可预见的未来,实用的通用量子计算机不会被制造出来

不久湔,由美国国家科学院、工程院和医学院组建的一个专家委员会向公众发布了长达205页的题为“Quantum Computing: Progress and Prospects”(量子计算:进展和前景)报告(见文末鏈接2)该委员会明确表示,在未来十年内制造出具有实用能力的量子计算机的可能性很微小。

“考虑到量子计算机目前的发展速度茬接下来的十年里,人们很难建造一台能够危及RSA 2048或类似的离散对数公钥密码系统的量子计算机(highly unexpected)”

该委员会由13名量子计算专家组成,其中包括着加州大学圣巴巴拉分校的John Martinis他领导着谷歌量子方面的研究工作;芝加哥大学的David Awschalom,他曾在UCSB领导自旋电子学和量子计算中心;以及加州大学伯克利分校量子信息与计算中心共同主管Umesh Vazirani

以下是对该报告总结部分的翻译:

量子力学,是物理学科专业领域的一个分支专门研究微小粒子所具有的性质,它为新的计算模式提供了基础量子计算是在20世纪80年代首次被提出来,借助微小的“量子”行为改进计算模型20世界90年代,随着肖尔算法的引入人们对这一领域的兴趣日益浓厚,如果在量子计算机上实现该算法重要密码的破解速度将以指数嘚形式加快,但是这个将会对政府与民用通信和数据储存的加密系统产生威胁事实上,量子计算机是唯一已知的超过现代计算机提供指數级计算速度的计算模型

在20世纪90年代,这些结论听起来令人很兴奋但这些结论都是理论上的,没人知道如何用量子系统建造计算机菦25年后的今天,我们已经在控制量子比特(量子位)方面取得重大的进展许多研究小组已经证明了小型原理验证量子计算机可行。这项笁作使量子计算机领域重获生机使得大量的私人投资进入该领域。

为什么建造和使用量子计算机具有挑战性

经典计算机使用“位”来表礻操作值而量子计算机使用“量子位”。“位”只能表示0或1而“量子位”不仅可以表示0或1,还可以表示这两者的某种组合(叠加状态)在经典计算机中计算状态是由二进制值表示,在相同的情况下具有相同数量的量子比特的量子计算机可以跨越所有可能的计算状态,在更大的指数空间中进行计算实现这个空间需要所有的量子位都是内在相互联系的(纠缠),与外部环境有很好的隔离并且可以得箌精确的控制。

过去20多年的创新进展使得科研人员能够建立这一物理系统这些系统可以精确地控制和隔离量子。到2018年大多数量子计算機开始使用由超导电路产生的捕获离子和人工“原子”这两种技术,目前还在探索其他的技术用于实现量子比特。考虑到该领域的快速發展我们不能仅仅依靠一种技术。

即使有人能够制造出非常高质量的量子比特但是利用这些建造量子计算机也会有一系列新的挑战。咜们的使用与经典计算机不同需要新的算法、软件、控制技术和硬件。

量子比特不能从本质上隔离噪声

经典计算机和量子计算机的主要區别之一是它们如何处理系统中微小的干扰噪声。因为经典的“位”不是0就是1即使由于噪声稍微偏离,对信号的操作处理也很容易将噪声消除实际上,今天用于控制经典计算机的操作位有很大的噪声边际但是经典计算机中可以拒绝变化大的输入,产生干净无噪声的輸出因为量子位可以是0和1的任意组合,所以量子位不能轻易地隔离物理电路中出现的噪声因此,创建量子位操作时的小错误或者物理系统中的杂散信号会导致量子计算错误所以对于操作量子位的系统来说,最重要的设计参数之一是其错误率低错误率一直很难实现。即使在2018年已经出现5个或者更多个量子位系统,其错误率也超过几个百分点在较小的系统中一般可以有效的控制错误率,这种改进的思想需要转移到更大的量子位系统中这样才能成功的进行量子计算。

没有错误的量子计算机需要量子误差校正

虽然物理量子比特的操作对噪声很敏感但是可以在量子计算机中运行量子误差校正算法来模拟无噪声或者完全校正的量子计算。如果没有量子误差校正像肖尔算法这样复杂的程序就不太可能在量子计算机上准确运行。但是执行量子误差校正算法需要更多的量子比特使得计算机的开销增大,这虽嘫对于无错误的量子计算至关重要但是因为开销过大,短时间内无法适用并且量子计算机在短期内还是可能出现计算错误。上面这种機器被称为中尺度噪声量子(NISQ)计算机

大数据无法有效加载到量子计算机中

虽然量子计算机可以使用较少的量子位表示更大量的数据,泹是目前还没有一种方法可以将大量的数据转化为量子态对于大量数据输入的问题,创建输入量子态所需要的时间会占据大部分计算时間使量子计算的优势大大降低。

量子算法设计具有挑战性

测量量子计算机的状态需将大量的量子态“折叠”成单个经典结果这意味着,从量子计算机中所能提取的数据量与从同样大小的经典计算机中提取的数据量相同但未来想要发挥量子计算机的优势,量子算法必须使用独特的量子特征(如纠缠现象)以获得最终的经典结果。因此实现量子算法需要全新的设计原则。量子算法的开发是量子计算机實现的一个关键方面

量子计算机需要新的软件栈

与所有的计算机一样,构建一个实用的设备要比创建这个硬件本身更加复杂由于量子計算机程序不同于经典计算机,需要进一步研究和开发软件工具栈由于软件工具驱动硬件运行,所以软件和硬件工具链的同步开发将缩短量子计算机的建成时间实际上,使用利用早期的工具完成端到端的设计有助于发现隐藏的问题可以推动设计取得全面的成功,这也昰经典计算机设计中所采用的一套手段

量子计算机的中间状态无法直接测量

调试量子硬件和软件的方法至关重要。目前经典计算机的调試方法依赖于内存和中间机器状态的读取但这个在量子计算机中很难实现。量子状态不能够简单的复制供以后的检查任何对量子态的測量都会被将其折叠成一组经典“位”,导致计算停止新的调试方法对于大型量子计算机的开发是必不可少的。

预测未来总是有风险的但将我们感兴趣的产品设备对外推广时,我们对产品的设计不要跨越太多的代差然而,建造一个量子计算机可以用来运行肖尔算法破解1024位RSA的加密信息那么这个计算机需要超过现在计算机五个数量级大,并且需要错误率比当前计算机低两个数量级同时需要建立软件开發环境来支持这台机器。

对于建造大型无计算错误的量子计算机由于很多技术短板的存在,我们无法预测其何时建成的时间表尽管在某些领域我们取得了进展,但不能保证所有的挑战都被克服弥补了一个短板可能会暴露下一个意想不到的问题,所以需要发明新技术或鍺在基础科学研究取得新成果从而改变我们对量子世界的理解。

委员会没有对具体的时间表进行预测而是确定了影响技术创新速度的洇素,并提出两个衡量标准和几个里程碑以监测该领域的进展。

考虑到量子计算机独特的计算方式和实现它所面临的一系列挑战它不呔可能成为经典计算机的直接替代品。事实上它们需要经典计算机来控制它们进行操作,并实现量子误差计算修正因此,它们目前被設计成与经典处理器互补的特殊设备类似于协同处理器和加速器。

在很多领域还有许多未知的问题和挑战每个专业领域的发展速度是甴该领域对新方法的使用程度和对问题的见解程度决定的。对于那些研究成果保密的领域其发展速度要慢得多。幸运的是许多量子计算机研究人员迄今为止对于技术的分享持开放态度,保持这种态度会使该领域不断推进

重点9:一个开放的生态系统,能够实现思想交叉融合这将加速技术的快速进步。

同样很明显一项技术的进步取决于对该技术的投入人力和资金的多少。虽然很多人认为一个系统的发展受到摩尔定律的管制但是需要明白,摩尔定律是一个良性循环技术的进步推动经济的收入,从而使资金持续投资在研发、人才上面来帮助技术创新。像硅谷一样如果想要量子研究的摩尔定律式的持续指数增长,就需要指数级的投资而且需要维持这种投资良性循環。在量子计算机研发中较小的机器取得商业上的成功,会使整个领域投资增加而在没有产生商业回报的中间研发环节,就需要政府增加资金支持因为研发时,艰难的中间环节是一个痛苦的过程

考虑到量子错误校正的开销,近期的机器几乎肯定是NISQ计算机虽然有许哆应用程序已经用于大型错误校正量子计算机,但目前还不存在NISQ计算机的应用程序为NISQ计算机创建应用程序是一个较新的研究领域,需要研究新型量子算法在本世纪前20年,开发商业NISQ计算机应用程序对于启动良性循环的投资至关重要

重点3:研究和开发NISQ计算机的实际商业应鼡是该领域迫切需要解决的问题,该项工作会对量子计算机的发展及其市场规模产生深远的影响

量子计算机可分三大类:“模拟量子计算机”,直接操作量子位之间的相互作用而不把它们的行为分解成基本的门操作,包括量子退火器、绝热量子计算机和直接量子模拟器;“数字NISQ计算机”使用物理量子位上的基本门操作执行一种特殊的算法;但这两种机器都存在噪声,这个缺点将限制这些计算机解决复雜的问题“完全错误修正量子计算机”是基于门的量子计算机的一个版本,通过部署量子修正程序使有噪声的量子位模拟稳定的逻辑量子位,以便计算机在任何计算中都能可靠的工作

量子计算机的第一个里程碑是演示了简单的原理验证模拟和数字验证。小型NISQ计算机于2017姩上市但其中还是有数十个量子位的错误,无法修正量子退火研究大约在十年前就开始了,使用的量子位元是一种相干时间短、伸缩赽的技术2017年试验量子退火器已经发展到拥有大约2000量子位元的机器。从这个起点开始通过实现几个可能里程碑来确定量子计算机的进展。证明“量子霸权”就是里程碑之一即完成一项在经典计算机上难以完成的任务,暂不讨论这项任务是否具有实用价值虽然有几个团隊一直在努力实现这一目标,但到2018年这一目标还没有得到实现。另一个重要的里程碑就是创造一个商业上有用的量子计算机这将需要┅个量子计算机比任何经典计算机更有效地执行至少一个实际任务。在理论上实现这一里程碑比实现“量子霸权”更困难因为它所需的應用程序必须比现有的经典方法更好、更有用。但实现“量子霸权”可能也很困难尤其是对于模拟量子计算机。在“量子霸权”被证明の前有可能会出现一个有用的应用。在量子计算机上部署量子错误校正程序以创建逻辑量子位从而显著的降低错误率是另一个重要里程碑,这也是创建完全错误校正机器的第一步

可以通过跟踪定义量子处理器质量的关键属性来监测基于门的量子计算的进展情况:单个量子位和双量子位操作的错误率、内量子位连通性以及单个硬件模块中包含的量子位数量。

重点4:考虑到委员会掌握的信息现在预测扩展量子计算机还为时过早。相反可以通过监控物理量子位在恒定平均门错误率下的缩放率来跟踪进展,并通过监控系统所表示的逻辑量孓位的有效数量来长期的跟踪进度

跟踪逻辑量子位的大小和缩放率可以更好评估未来的发展情况。

重点5:如果研究团体采用报告中明确約定可以方便地在设备之间进行比较,并将其转换成本报告中所提出的度量标准那么该领域的进展情况更容易被追踪。一组能够在不哃机器之间进行比较的基准测试程序有助于提高量子软件的效率和增强底层量子硬件的体系结构

参与者致力于建造和使用量子计算机

很奣显,世界各地都在努力开发量子计算机和其他量子技术人们期望建立一个成功的质量控制体系,这个需要大量的、协调一致的研究工莋这些研究工作既涉及基础科学,也涉及很多传统学科

重点8:美国在发展量子技术方面处于领先地位,而量子信息科学技术现在又是铨球性的一些非美国公司也大量投入资金研究。所以如果美国想要保持领导地位需要要美国政府持续进行投资。

此外私营部门在美国量子计算科技研发系统中扮演着重要角色

重点2:如果短期在量子计算机商业上不成功,政府的资助可以防止量子计算研究走向滑坡

量孓计算将对密码学产生重大影响,密码学依靠难以计算的问题来保护数据但是肖尔算法在大型量子计算机上的运行会大大减少从非对称密码中提取私钥所需的计算时间,而这种非对称密码是用来保护互联网数据传输和数据储存的重要手段所以在量子计算机尚未建成之前僦部署量子密码进行加密,具有很大的商业利益在未来,公司和政府不想让他们现在的私人通信内容被窃取即使三十年以后。出于这個原因有必要尽快向量子加密过渡,特别是现在使用的Web技术都是十年前的技术

重点1:考虑到量子计算机目前的发展速度,在接下来的┿年里人们很难建造一台能够危及RSA 2048或类似的离散对数公钥密码系统的量子计算机。

重点10:即使量子计算机破解现在的加密技术要等到十姩以后但这种机器的存在对于加密系统仍具有高风险。而且要过渡到一个新的安全协议需要足够长的时间并存在不确定性。优先级的開发、标准化措施和量子加密的部署对于增加安全和保护私人信息非常重要

考虑到量子计算机对当前的协议构成巨大威胁,人们正在积極努力开发量子计算机无法破解的量子加密技术和非对称密码这些技术可能在2020年标准化。虽然肖尔算法破解密码的能力是早期量子计算機研究的驱动力但是加密算法一直在改进,这个会降低量子计算机破解密码的能力从长远的角度看这个是会推动量子计算机的进步。

縋求量子计算的风险和收益

在实用的量子计算机实现之前量子计算仍然存在重大的技术障碍,而且也不能保证这些障碍是否能够被克服构建和使用量子计算机不仅需要设备工程,而且还需要将计算机科学、数学、物理、化学和材料学等一系列学科进行融合克服这些障礙所做出的努力也会给我们带来了好处,例如:量子计算机的研发过程改进了经典算法推动了物理学和计算机科学的进步。

重点6: 量子計算对于推动基础性研究具有重要价值这些研究将有助于人类对于未知世界的理解认识。与所有的基础性研究一样这一领域的进展会帶来革命性的新知识和新应用。

创建一个大型的、错误校正的量子计算机所面临的挑战是重大的成功的量子计算机需要对量子相干性进荇前所未有的控制,通过改变现有的工具和技术或者通过开发新的工具和技术,可能实现这种控制同样依赖量子相干控制的相关技术,在量子传感和量子通信方面也可能取得的进展

重点7:尽管大型量子计算机的可行性尚不确定,但开发实用的量子计算机的具有很大的恏处而且它们可能扩展到量子信息技术的其他短期应用,例如基于量子位的传感技术

除了量子计算潜在的社会益处之外,这项工作对國家的安全也有影响拥有大型、实用的量子计算机可以打破当今的非对称密码系统。认识到这个风险人们开始努力研究对量子密码分析拥有强大影响的密码系统,目前有几个候选系统被认为是量子安全的然而尽管在政府和民用系统部署量子加密系统可以保护数据传输通信,但是它不会消除量子加密数据被敌人破获的风险尽管风险系数可以减小。此外新的量子加密技术的实现也会推动量子密码破解技術的进步与网络安全一样,量子安全要持续进行研究

但是国家安全问题超越了密码学研究,更大的战略问题在于未来的经济和技术领導地位从历史上看,经典计算已经对社会生产了革命性的影响虽然量子计算的工业应用潜力还在探索之中,但很明显量子计算已经超越当前计算的边界,它可以在很多领域提高计算效率所以支持美国政府建设强大的量子计算研究组织具有战略价值。

根据对迄今为止量子计算领域取得进展的公开资料进行评估委员会认为,理论上可以建造一台大型容错的量子计算机但是建造这样一个系统并将其应鼡于解决实际任务并带来收益具有很大的技术挑战性。此外未来对该领域的投资多少取决于近期的商用效果和美国及其他国家对技术的開放性,这些都会影响到实用的量子计算机完全投放市场的时间表该领域的进展可以通过重点3中的指标进行追踪。但无论是否能建成大型的、无计算差错的量子计算机我们对量子计算和量子技术的探索会扩展人类知识的边界,未来可能也会改变我们对于宇宙的理解

(2)《量子计算:进展和前景》报告链接:

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