量子計(jì)算的未來(lái)會(huì)怎樣，我們是否正處于重大突破的邊緣？行業(yè)巨頭和初創(chuàng)公司的最新進(jìn)展表明，我們比以往任何時(shí)候都更接近實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)變革性技術(shù)的潛力。

2019年，谷歌的研究人員建造了一臺(tái)可編程量子計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了量子霸權(quán)。也就是說(shuō)，它執(zhí)行了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)在合理的時(shí)間內(nèi)無(wú)法完成的任務(wù)。在這種情況下，量子計(jì)算研究人員在大約200秒內(nèi)進(jìn)行了一次測(cè)試計(jì)算，這相當(dāng)于需要一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)使用當(dāng)今最好的算法進(jìn)行數(shù)千年的計(jì)算。

然而，量子計(jì)算機(jī)的持續(xù)發(fā)展面臨著幾個(gè)技術(shù)障礙。量子比特是量子計(jì)算機(jī)的基本組成部分，對(duì)外界干擾極其敏感。為了真正使用量子計(jì)算機(jī)，研究人員需要更好的方法來(lái)糾正這種干擾造成的誤差。

IEEE高級(jí)會(huì)員Kevin Curran認(rèn)為，量子計(jì)算領(lǐng)域的重大進(jìn)展得益于量子比特質(zhì)量、錯(cuò)誤率和可擴(kuò)展性的提高，以及大型科技公司和初創(chuàng)公司的大量投資，而新量子算法的開(kāi)發(fā)可以大大提高量子計(jì)算機(jī)的實(shí)用性。

在這里，他討論了量子計(jì)算的最新進(jìn)展、阻礙該技術(shù)發(fā)展的因素以及后量子網(wǎng)絡(luò)安全的前沿。

您能討論一下量子計(jì)算的任何重大發(fā)展，這些發(fā)展增加了量子計(jì)算機(jī)的可訪問(wèn)性嗎？

近年來(lái)，量子計(jì)算在幾個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展。主要科技公司通過(guò)云服務(wù)提供的量子計(jì)算使訪問(wèn)民主化，使更廣泛的研究和開(kāi)發(fā)成為可能。混合量子經(jīng)典算法有了大幅增長(zhǎng)，它結(jié)合了經(jīng)典和量子計(jì)算的優(yōu)勢(shì)來(lái)解決復(fù)雜問(wèn)題。

研究人員還擴(kuò)大了量子算法的組合，與經(jīng)典方法相比，其速度可能呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，在制藥、金融和材料科學(xué)等不同領(lǐng)域都有應(yīng)用。這些發(fā)展表明，很快就會(huì)轉(zhuǎn)向更實(shí)用、更具影響力的量子計(jì)算應(yīng)用。

您對(duì)量子計(jì)算的未來(lái)和近期突破的可能性有何看法？

由于技術(shù)進(jìn)步和理論創(chuàng)新的相互作用，預(yù)測(cè)量子計(jì)算的近期突破是復(fù)雜的。雖然許多專(zhuān)家認(rèn)為，持續(xù)優(yōu)于經(jīng)典系統(tǒng)的實(shí)用、可擴(kuò)展的量子計(jì)算機(jī)可能還需要幾年時(shí)間，但人們對(duì)很快實(shí)現(xiàn)具體的里程碑持樂(lè)觀態(tài)度。未來(lái)五到十年可能是見(jiàn)證這一領(lǐng)域重大進(jìn)步的關(guān)鍵。

Y2Q代表量子年，是量子計(jì)算機(jī)破解當(dāng)前加密算法的簡(jiǎn)寫(xiě)。您對(duì)這一里程碑有何看法？

這一點(diǎn)至關(guān)重要，因?yàn)榱孔佑?jì)算機(jī)可能會(huì)解密以前被認(rèn)為是安全的數(shù)據(jù)，影響從政府通信到私人互聯(lián)網(wǎng)交易的一切。風(fēng)險(xiǎn)最大的包括政府、金融機(jī)構(gòu)、科技公司、醫(yī)療機(jī)構(gòu)和任何依賴安全互聯(lián)網(wǎng)使用的人。

后量子加密算法的現(xiàn)狀如何？

抗量子網(wǎng)絡(luò)安全算法是為了保護(hù)通信免受量子計(jì)算機(jī)的潛在威脅而開(kāi)發(fā)的，其根源在于被認(rèn)為能夠抵御經(jīng)典和量子攻擊的數(shù)學(xué)問(wèn)題。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）自2016年開(kāi)始進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)化工作對(duì)于評(píng)估這些算法的安全性和實(shí)用性至關(guān)重要，增強(qiáng)了人們對(duì)其魯棒性的信心。

除了NIST為標(biāo)準(zhǔn)化后量子密碼學(xué)所做的努力外，量子計(jì)算領(lǐng)域還有其他幾個(gè)新興的標(biāo)準(zhǔn)和算法。其中包括互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組和歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)研究所，它們也專(zhuān)注于抗量子密碼標(biāo)準(zhǔn)。

您對(duì)這些抗量子算法有多大信心？

雖然這些后量子密碼系統(tǒng)已經(jīng)得到了很好的理解，但它們還沒(méi)有像傳統(tǒng)密碼方法那樣經(jīng)過(guò)廣泛的測(cè)試。

隨著加密社區(qū)繼續(xù)審查和改進(jìn)這些算法，我們對(duì)它們的信心也在增長(zhǎng)。然而，這是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，取決于進(jìn)一步的研究和對(duì)新興威脅的適應(yīng)。因此，盡管在開(kāi)發(fā)抗量子算法方面取得了有希望的進(jìn)展，但隨著該領(lǐng)域的發(fā)展，做法仍需謹(jǐn)慎。