在最近的一份報(bào)告中，俄克拉荷馬州立大學(xué)董事和電氣與計(jì)算機(jī)工程學(xué)教授Subhash Kak博士指出，量子計(jì)算面臨的障礙比許多人意識(shí)到的要多，特別是在破解密碼方面。

在比特幣領(lǐng)域，“噪聲”和錯(cuò)誤修正等問(wèn)題使得量子霸權(quán)論在很大程度上仍停留在理論層面。

量子霸權(quán)論的不足之處

本質(zhì)上，“量子至上”是指量子計(jì)算機(jī)可以解決傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無(wú)法解決的某些問(wèn)題的演示。毫無(wú)疑問(wèn)，這已經(jīng)完成了，但是對(duì)于加密領(lǐng)域的人們來(lái)說(shuō)，重要的問(wèn)題集中在解決什么樣的問(wèn)題上。

Subhash Kak博士在最近的一篇文章中說(shuō)道：“這些公司正在嘗試構(gòu)建可復(fù)制傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)電路模型的硬件。但是，當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)只有不到100量子比特。為了獲得有用的計(jì)算性能，你可能需要擁有成千上萬(wàn)個(gè)量子位的機(jī)器。”

盡管像D-wave這樣的組織吹噓2000量子比特，但它們的應(yīng)用卻有所不同。D-wave的重點(diǎn)是通過(guò)稱為“量子退火”的過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)Kak的說(shuō)法，這是“更窄的量子計(jì)算方法，量子位用于加速優(yōu)化問(wèn)題?！?/p>

因此，D-wave的主張招致了一些批評(píng) ，最近有關(guān)該主題的一份報(bào)告稱D-wave系統(tǒng)與其他計(jì)算機(jī)相比是“脫脂牛奶”。

噪聲和錯(cuò)誤校正

根據(jù)Kak的說(shuō)法，實(shí)現(xiàn)實(shí)際的量子密碼破解的真正困難在于噪聲和糾錯(cuò)的概念。

“為了使計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行，它們必須糾正所有小的隨機(jī)錯(cuò)誤。在量子計(jì)算機(jī)中，這種錯(cuò)誤是由非理想的電路元件以及量子位與周圍環(huán)境的相互作用引起的?！?/p>

由于這些原因，量子位可能會(huì)在幾分之一秒內(nèi)失去一致性，因此，計(jì)算必須在更短的時(shí)間內(nèi)完成。如果沒(méi)有糾正任何物理系統(tǒng)中不可避免的隨機(jī)錯(cuò)誤，則計(jì)算機(jī)的結(jié)果將毫無(wú)價(jià)值。這種錯(cuò)誤校正使事情變得更加復(fù)雜。潛在的與噪聲相關(guān)的錯(cuò)誤需要更多的量子比特功率。

理論物理學(xué)家Mikhail Dyakonov描述了該問(wèn)題令人難以置信的本質(zhì)，他說(shuō)：

“雖然在任何給定時(shí)刻具有N位的常規(guī)計(jì)算機(jī)必須處于其2N個(gè)可能狀態(tài)之一，但是具有N個(gè)量子位的量子計(jì)算機(jī)的狀態(tài)由2N個(gè)量子振幅的值來(lái)描述，該值是連續(xù)參數(shù)（取任何值，不僅是0或1）。這是量子計(jì)算機(jī)應(yīng)有的功能起源，但這也是其巨大的脆弱性的原因。

因此，描述這種有用的量子計(jì)算機(jī)在任何給定時(shí)刻的狀態(tài)的連續(xù)參數(shù)的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于可觀測(cè)宇宙中亞原子粒子的數(shù)量。”

換句話說(shuō)，實(shí)用量子計(jì)算的優(yōu)勢(shì)也可以看作是其致命弱點(diǎn)。因?yàn)樗梢蕴幚磉@么多變量，所以這些看似無(wú)窮無(wú)盡的變量也為更大的潛在錯(cuò)誤敞開(kāi)了大門(mén)。由此產(chǎn)生的硬件和后勤方面的考慮沒(méi)有像其他問(wèn)題那樣經(jīng)常被討論，但是據(jù)兩位研究人員稱，這些領(lǐng)域至關(guān)重要。

忽略炒作

和Kak一樣，Dyaknov也指出了圍繞量子計(jì)算領(lǐng)域的炒作，量子計(jì)算領(lǐng)域一直在發(fā)展，并且是激發(fā)投機(jī)活動(dòng)數(shù)十年的源泉。

盡管目前尚不清楚政府機(jī)密和高層次的科學(xué)發(fā)展到何種程度，但據(jù)受過(guò)教育的觀察家所知，要讓比特幣網(wǎng)絡(luò)陷入可能的危險(xiǎn)似乎還有很長(zhǎng)的路要走。在這一點(diǎn)上，算法升級(jí)被許多人認(rèn)為是一個(gè)潛在的解決方案。

然而，就像正在進(jìn)行的核聚變研究一樣，量子計(jì)算也不容忽視。

理論上，任何時(shí)候都可能發(fā)生無(wú)法預(yù)料的突破，從而改變游戲規(guī)則。對(duì)于Kak而言，他仍然持懷疑態(tài)度：

“作為從事量子計(jì)算工作多年的人，我認(rèn)為由于硬件中存在著不可避免的隨機(jī)錯(cuò)誤，因此不太可能建造出有用的量子計(jì)算機(jī)。”
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