量子计算机潜力如何?量子计算机可否破解量子加密信息?
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计算机" target="_blank">量子计算机将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对量子计算机的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。
一、量子计算机的潜力
量子计算机的工作原理和经典计算机最大的差异,就是存储和传输数据的基本单元“比特”被替换成“量子比特”。这里,我们利用了量子叠加原理:一个量子比特能“同时”处于0和1两个逻辑状态的线性叠加态;两个量子比特的状态可以同时处于00、01、10、11四个逻辑状态的叠加态;多个量子比特对应的状态可以达到指数增长。量子算法的核心,就是如何利用好这些量子叠加态,来加速计算问题的求解速度。
其中,最著名的量子算法是Shor在1994年发表的大数分解量子算法,其直接威胁到经典计算机网络依赖的加密系统。虽然我们还没有研发出通用的量子计算机,但是Shor算法的出现,已经引起不少网络安全专家的关注。如果某些机构或者个人在五十年后研发出量子计算机,今天我们通过公共领域,比如互联网,发送的所有加密信息,一旦被拦截储存下来,将会被一一破解。于是,量子计算机的构想,促使了网络安全专家去开发能对抗“量子攻击”的新加密方法。
近年来,量子计算的研究已经有不少重大突破,促进了量子计算复杂性的发展。同时,利用量子算法的经验也对经典算法带来冲击。目前已经有不少新的经典算法是通过研究量子算法得到灵感的,体现出量子算法研究的总体价值。
对于未来,研究人员普遍认为,量子计算机在量子化学模拟和人工智能领域中能够大有作为。像过去许多伟大的发明一样,量子计算机一旦研发成功,我们还会找到更多今天意想不到的应用。
二、量子计算机可否破解量子加密信息
通过上面的介绍,想必大家对量子计算机的潜力已经具备了初步的认识。在这部分,我们来了解一下量子计算机可否破解量子加密信息。
潘建伟团队发表《基于纠缠的千公里级安全量子加密》的论文,在量子密钥领域,潘建伟可以算得上最为知名的科学家,量子密钥被一些人认为是最安全的通信保密方法,可以称其为密码界的“最强之盾“也不为过。
而同样的利用量子纠缠研发的量子计算机,号称可以在一秒内破解全球所有密码(50量子bit),从这一方面来说,量子计算机又可以称为密码界的“最强之矛”。
同样是基于量子纠缠理论这生的两种应用,“最强之矛”和“最强之盾”到底谁更强?
从信息学的角度来看,无疑是量子计算机更具有价值,它的做用在于可以创造更多有价值的信息。破解密码只是其中的一个方面。它的信息集合产生的干涉更多。
而量子密钥的作用只有一个就是安全保密。从密码学的角度来说,一条密码的信息量越大,结构越复杂,则产生的加密信息越难破解。而对于量子计算机来说,穷举法,就是其无敌的手段。
密码结构再繁琐,生成的加密信息再复杂,其本质不变,就是信息的关联性不变。关联性包含了信息与信息集合体的配合,信息的关联信息集合(如密码本)。加密信息的量越大,其规律性越高,越好破解。量子密钥则是一种随机密码,对信息进行小量的分割,并应用不同的密钥进行加密解密。看起来似乎也是无懈可击,但是对于碎片化的信息关联,还是不能脱出其整体关联性,即最终信息必然是有关联信息。
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