IT之家 4 月 13 日消息，據(jù) ScienceAlert 報(bào)道，在線數(shù)據(jù)總體來說相當(dāng)安全。假設(shè)每個(gè)人都妥善保管密碼并做好其他防護(hù)措施，這些數(shù)據(jù)就如同被鎖在一座極為堅(jiān)固的保險(xiǎn)庫里，即便全球所有超級(jí)計(jì)算機(jī)聯(lián)合運(yùn)算一萬年，也無法將其破解。
但上個(gè)月，谷歌及其他機(jī)構(gòu)發(fā)布的研究結(jié)果表明，一種新型計(jì)算機(jī) —— 量子計(jì)算機(jī)，或許能用遠(yuǎn)低于此前預(yù)估的資源打開這座保險(xiǎn)庫。
IT之家注意到，這種變革正從兩個(gè)方向推進(jìn)。一方面，IBM、谷歌等科技巨頭正競(jìng)相研發(fā)規(guī)模更大的量子計(jì)算機(jī)：IBM 希望今年在部分特定場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的真正算力優(yōu)勢(shì)，并在 2029 年前推出功能更強(qiáng)大的“容錯(cuò)”量子系統(tǒng)。
另一方面，理論學(xué)家也在不斷優(yōu)化量子算法：近期研究顯示，破解現(xiàn)有加密技術(shù)所需的資源，可能遠(yuǎn)低于早期估算。
最終結(jié)果是什么？量子計(jì)算機(jī)能夠破解廣泛應(yīng)用的加密技術(shù)的那一天 —— 被稱為“量子日（Q Day）”，或許比預(yù)期更快到來。
量子硬件競(jìng)賽
量子計(jì)算機(jī)由量子比特（qubit）構(gòu)成，它利用微觀粒子違背直覺的物理特性，以一種與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)截然不同、且往往高效得多的方式進(jìn)行運(yùn)算。
目前該技術(shù)仍處于起步階段，核心目標(biāo)是增加可互聯(lián)并協(xié)同運(yùn)算的量子比特?cái)?shù)量。規(guī)模更大的量子計(jì)算機(jī)，在部分任務(wù)上的表現(xiàn)將遠(yuǎn)超傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，即實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)勢(shì)”。
去年年底，IBM 發(fā)布了一款 120 量子比特芯片，希望借此在部分任務(wù)中展現(xiàn)量子優(yōu)勢(shì)。
谷歌近期也宣布，將加快部署可抵御量子計(jì)算機(jī)破解的加密技術(shù)，也就是后量子密碼學(xué)。
除了這些科技巨頭，新型技術(shù)路線也在蓬勃發(fā)展。PsiQuantum 公司采用光量子比特與傳統(tǒng)芯片制造技術(shù)；中性原子系統(tǒng)等實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，已在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)千個(gè)量子比特的操控。
對(duì)此，各類標(biāo)準(zhǔn)組織與國家機(jī)構(gòu)正制定愈發(fā)明確的時(shí)間表，逐步淘汰易受量子攻擊的通用加密系統(tǒng)。
在美國，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）已提議逐步替換易被量子破解的加密技術(shù)，計(jì)劃在 2035 年前基本完成遷移工作。
在澳大利亞，澳大利亞信號(hào)局也發(fā)布了類似指導(dǎo)意見，敦促各機(jī)構(gòu)立即啟動(dòng)規(guī)劃，在 2030 年前完成向后量子密碼學(xué)的過渡。
算法讓破解效率大幅提升
硬件只是其中一環(huán)，同樣關(guān)鍵的還有量子算法的進(jìn)步 —— 即利用量子計(jì)算機(jī)破解加密的方法。
1994 年，彼得 · 肖爾發(fā)現(xiàn)了一種算法，證明量子計(jì)算機(jī)可高效分解超大數(shù)的質(zhì)因數(shù)，這一數(shù)學(xué)原理正是破解通用 RSA 加密算法的關(guān)鍵，也極大推動(dòng)了量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)熱潮。
數(shù)十年來，業(yè)界普遍認(rèn)為，一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)需要數(shù)百萬個(gè)物理量子比特，才能對(duì)現(xiàn)實(shí)中的加密技術(shù)構(gòu)成威脅。這一規(guī)模遠(yuǎn)超現(xiàn)有系統(tǒng)，因此威脅看似還十分遙遠(yuǎn)。
如今，這一局面正在改變。
2026 年 3 月，谷歌量子人工智能團(tuán)隊(duì)發(fā)布詳細(xì)研究報(bào)告，指出破解另一類采用橢圓曲線數(shù)學(xué)原理的加密技術(shù)，所需資源遠(yuǎn)少于預(yù)期。比特幣、以太坊等系統(tǒng)均采用此類加密，該研究顯示，一臺(tái)物理量子比特不足 50 萬的量子計(jì)算機(jī)，就能在數(shù)分鐘內(nèi)將其破解。
這一規(guī)模雖仍遠(yuǎn)超當(dāng)前量子計(jì)算機(jī)，卻僅為早期估算的十分之一左右。
與此同時(shí)，加州理工學(xué)院、加州大學(xué)伯克利分校與 Oratomic 公司的合作團(tuán)隊(duì)在 2026 年 3 月發(fā)布預(yù)印本論文，探究了中性原子量子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用潛力。研究人員估算，僅需 1 萬至 2 萬個(gè)原子量子比特，就能實(shí)現(xiàn)肖爾算法。在他們提出的一種設(shè)計(jì)方案中，一臺(tái)約 2.6 萬個(gè)量子比特的系統(tǒng)可在數(shù)天內(nèi)破解比特幣加密，而破解 2048 位密鑰的 RSA 算法等更復(fù)雜的問題，則需要更多時(shí)間與資源。
簡而言之：密碼破解的效率正在不斷提升。即便大規(guī)模量子硬件尚未問世，算法與設(shè)計(jì)的進(jìn)步也在持續(xù)降低量子攻擊的門檻。
當(dāng)下該如何應(yīng)對(duì)？
這在現(xiàn)實(shí)中意味著什么？
首先，眼下不會(huì)出現(xiàn)災(zāi)難性危機(jī)，現(xiàn)有加密技術(shù)不會(huì)在一夜之間被破解。但發(fā)展趨勢(shì)已然明確：硬件與算法的每一次升級(jí)，都在縮小現(xiàn)有算力與實(shí)用型量子破解設(shè)備之間的差距。
其次，有效的防御手段已然存在。美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院已敲定多款后量子加密算法，這些算法被認(rèn)為可抵御量子攻擊。
科技企業(yè)已開始混合部署這些技術(shù)：例如谷歌瀏覽器、Cloudflare 已在部分協(xié)議與服務(wù)中支持后量子安全防護(hù)。
高度依賴橢圓曲線加密的系統(tǒng)，包括加密貨幣與眾多安全通信協(xié)議，需重點(diǎn)關(guān)注。谷歌的最新研究明確指出，區(qū)塊鏈系統(tǒng)需遷移至后量子加密方案。
最后，這是一場(chǎng)雙線競(jìng)賽。僅關(guān)注量子硬件的進(jìn)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，算法與糾錯(cuò)技術(shù)的進(jìn)步同樣至關(guān)重要，近期研究成果表明，這些突破能大幅降低量子攻擊的預(yù)估成本。
每一條關(guān)于量子比特?cái)?shù)量減少、量子算法提速的新聞，都在傳遞一個(gè)信號(hào)：我們正一步步走向現(xiàn)有加密安全假設(shè)不再成立的未來。
唯一可靠的防御方式，就是審慎且果斷地向抗量子密碼技術(shù)過渡。
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