量子计算机可能比人工智能更迫在眉睫
已发表: 2018-02-07量子计算给企业带来的负担可能比 90 年代末的 Y2K 计算机漏洞更大
埃隆马斯克、斯蒂芬霍金和其他人一直在警告跑道人工智能,但可能还有一个更迫在眉睫的威胁:量子计算。 与 90 年代末的 Y2K 计算机漏洞相比,它可能给企业带来更大的负担。
量子计算机直接来自科幻小说。
以“旅行推销员问题”为例,销售员必须访问一组特定的城市,每个城市只访问一次,然后以最有效的路线返回第一个城市。
随着城市数量的增加,问题变得成倍复杂。 例如,一台笔记本电脑需要 1000 年才能计算出 22 个城市之间最有效的路线。 一台量子计算机可以在几分钟甚至几秒钟内完成这项工作。
量子计算机 V/s 经典计算机
与以 0 和 1 表示信息的经典计算机不同,量子计算机依赖于称为量子比特或量子比特的粒子。 它们可以同时保持 0 或 1 的值或两个值 — 表示为“0+1”的叠加。 他们通过同时列出所有可能性并衡量结果来解决问题。 这相当于通过同时尝试所有可能的数字和序列来打开密码锁。
阿尔伯特·爱因斯坦对量子力学的其他原理之一——纠缠持怀疑态度,称其为“幽灵般的远距离作用”,并表示这是不可能的。 “上帝不会和宇宙掷骰子,”他争辩道。 但是,正如霍金斯后来所写的那样,上帝可能“有一些小把戏”。
尽管看起来很疯狂,但 IBM、谷歌、微软和英特尔表示,他们正在接近让量子计算机工作。 IBM 已经将量子计算的早期版本作为云服务提供给特定客户。
建造量子计算机的竞赛
科技公司、国防承包商、大学和政府之间正在展开一场全球竞赛,以构建高级版本,这些版本有望解决宇宙中一些最大的谜团——并能够破解世界上几乎所有安全数据库。
现代安全系统使用称为 RSA(以发明者 Ron Rivest、Adi Shamir 和 Leonard Adleman 命名)的标准加密算法进行保护。 它的工作原理是找到非常大的数的质因数,这是一个需要解决的难题。 将诸如 15 之类的小数减少到其质因数 (3 x 5) 很容易,但是将具有几百位数的数字因式分解非常困难,并且使用传统计算机可能需要数天或数月的时间。
但根据 IEEE Spectrum 的说法,一些量子计算机也在进行这些计算。 量子计算机有朝一日可以有效地为机密通信、银行账户和密码数据库提供万能钥匙。
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想象一下,如果他们的竞争对手首先建造这些,国家会发现战略上的劣势。 拥有这项技术的人将能够打开每个国家的数字锁。
我们不知道各国政府取得了多大进展,但在 2016 年 5 月,IBM 宣布推出一台 5 量子比特的量子计算机,研究人员可以在该计算机上运行算法和实验,这让全世界感到惊讶。 它设想在未来十年内,50 到 100 个量子比特的量子处理器将成为可能。
量子计算机的同步计算能力随着可用量子比特的数量呈指数增长,因此一台 50 量子比特的计算机将超过世界顶级超级计算机的能力,从而获得研究人员所说的“量子霸权”。
18 个月后,IBM 发布了另一个惊喜,宣布它正在将公开可用的处理器升级到 20 个量子比特——它已经成功构建了一个 50 量子比特处理器的操作原型,这将赋予它量子霸权。
如果 IBM 让这台机器可靠地工作,并将量子比特的数量再翻一番,那么由此产生的计算速度将会提高,从而赋予该公司——以及任何其他具有类似能力的参与者——令人难以置信的能力。
是的,很多好处将来自于此,包括更好的天气预报、财务分析、后勤规划、寻找类地行星和药物发现。 但它也可以打开潘多拉的盒子以确保安全。
我不知道有任何公司或政府为此做好了准备; 不过,所有人都应该建立防御。 他们需要升级所有使用 RSA 加密的计算机系统——就像他们为 Y2K 漏洞升级它们一样。
安全研究员 Anish Mohammed 表示,“量子安全”算法的开发取得了实质性进展。
一个有前途的领域是矩阵乘法,它利用了允许量子计算机能够分析大量信息的技术。 另一项工作涉及开发基于代码的签名方案,它不依赖于因式分解,就像公共公钥密码系统所做的那样; 相反,基于代码的签名依赖于编码理论中极其困难的问题。 因此,技术解决方案就在眼前。
但最大的挑战在于将当今的系统过渡到“后量子”世界。 Y2K 漏洞需要数年时间才能修复,并在技术领域造成了恐惧和破坏。 不过,为此,我们知道截止日期是什么。 在这里,不知道这需要 5 年还是 10 年,或者公司是否会在 18 个月后宣布更先进的里程碑。
更糟糕的是,获胜者可能只是保持沉默并收集所有可用信息。
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