量子計算已經(jīng)準(zhǔn)備好了進(jìn)入主流部署，可以用于解決現(xiàn)實世界的商業(yè)挑戰(zhàn)。然而，利用量子技術(shù)破解密碼和加密代碼仍還有一些路要走。

加拿大量子計算廠商D-Wave系統(tǒng)首席執(zhí)行官Alan Baratz認(rèn)為，具體一點講，至少還需要十年時間才能以量子計算系統(tǒng)開展商業(yè)活動及用于瓦解當(dāng)前的加密工具。

Baratz在與記者的視頻通話里表示，無論是將基于門的系統(tǒng)以及其易失性糾錯還是D-Wave的退火技術(shù)用于破解加密工具使用的大量代碼，都很可能還需要這么久的時間。

他透露，不過D-Wave已經(jīng)建了一個內(nèi)部安全團(tuán)隊負(fù)責(zé)監(jiān)控D-Wave系統(tǒng)上的活動，同時他也承認(rèn)，現(xiàn)在要確定哪些類型的黑客工具可能或已經(jīng)用上了量子計算機(jī)還為時過早。

D-Wave這家加拿大量子計算廠商并不特別專注于密碼學(xué)，但D-Wave技術(shù)已經(jīng)用于入侵和威脅檢測應(yīng)用了。D-Wave在美國、英國和日本也有業(yè)務(wù)，在亞洲市場則有20家付費(fèi)客戶。D-Wave基于云計算的Leap量子計算應(yīng)用平臺已在新加坡上線。

Deloitte咨詢公司的一份報告和Baratz的觀點相若，報告指量子計算機(jī)不會在短期內(nèi)破解密碼系統(tǒng)或能夠以足夠的計算速度運(yùn)行。報告稱，不過從長遠(yuǎn)來看，量子系統(tǒng)可能會對密碼系統(tǒng)構(gòu)成真正的威脅，現(xiàn)在就必須為這樣的未來做準(zhǔn)備，這一點很重要。

Deloitte的報告估計，例如在量子計算機(jī)對比特幣和區(qū)塊鏈的影響方面，流通中的比特幣里面25%容易受到量子攻擊，報告特別指出，對于那些目前存儲在P2PK（Pay to Public Key公鑰支付）和重復(fù)使用的P2PKH（Pay to Public Key Hash公鑰哈希支付）地址的加密貨幣尤其容易受到量子攻擊。由于這些公鑰可以直接從地址里獲取或在使用比特幣時被公開，因而帶來潛在的攻擊風(fēng)險。

Deloitte提出，堵住這種缺口的方法是后量子密碼學(xué)，但后量子密碼學(xué)算法可能會給區(qū)塊鏈的可用性帶來其他挑戰(zhàn)。報告還指，目前這種新形式的密碼學(xué)是由專家來評估， "我們預(yù)計，后量子密碼學(xué)未來的研究最終將導(dǎo)致必要的改變，達(dá)到構(gòu)建穩(wěn)健和面向未來區(qū)塊鏈應(yīng)用的目的。"

數(shù)學(xué)家Peter Shor曾在1994年發(fā)表了一個量子公式，他稱這個公式可以破解大多數(shù)常見的非對稱密碼算法。即是說，給定一個足夠大的量子計算系統(tǒng)，該算法就可以找到一個與里面的公鑰相對應(yīng)的匹配私鑰，進(jìn)而可以冒充數(shù)字簽名。

去年，一個新加坡工程師和研究人員團(tuán)隊也宣布了利用量子加密技術(shù)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)加密工具的計劃，計劃的目的是在量子計算成為主流時，他們所研究的工具可以為降低安全風(fēng)險做好準(zhǔn)備。具體一點說，他們在研究利用 "獨(dú)立于測量-設(shè)備"的量子密鑰分配（MDI QKD）技術(shù)，他們希望團(tuán)隊的研究能夠為新型 "抗壓-量子-加密器 "鋪平道路。

量子為主流企業(yè)應(yīng)用準(zhǔn)備就緒

雖然量子計算技術(shù)還不能破解密碼系統(tǒng)，但該技術(shù)已經(jīng)準(zhǔn)備好了進(jìn)入主流應(yīng)用，也確實已經(jīng)開始用于解決現(xiàn)實世界的企業(yè)挑戰(zhàn)。

Baratz特別提到D-Wave的專有退火技術(shù)，他表示，D-Wave的專有退火技術(shù)使得量子計算更容易擴(kuò)展，該技術(shù)對噪聲和計算錯誤的敏感度更低，而基于門的系統(tǒng)就容易出現(xiàn)這方面的問題。他表示，目前D-Wave的量子計算機(jī)已發(fā)展到了第五代，算力達(dá)5,000量子比特，能夠支持 "商業(yè)規(guī)模 "的商業(yè)推廣。

他補(bǔ)充表示，迄今為止，D-Wave第五代的算力是其他市場參與者都沒有能夠用基于門的模式實現(xiàn)的。目前業(yè)界普遍采用的門系統(tǒng)用于制造量子計算機(jī)的難度很大，而且對錯誤敏感。他表示，目前這一類量子計算機(jī)最穩(wěn)定的狀態(tài)大約能達(dá)到30個量子比特，用于大部分研究工作夠了，但在未來7到10年內(nèi)不太可能大規(guī)模用于解決商業(yè)問題。

他還表示，"基于門的量子系統(tǒng)的錯誤率非常高，沒法真正用來做任何事情，即使用于解決小問題都不行。"他指出，一個競爭對手去年曾表示能夠在自己的量子計算機(jī)上解決一個特定的優(yōu)化問題。但他表示，要嘗試了10萬次才可能。

量子計算基于量子力學(xué)原理運(yùn)作，其中包括概率計算。

Baratz表示，專門為優(yōu)化目的而設(shè)計的退火技術(shù)對結(jié)果概率的影響較大，因此對錯誤的敏感度較低。退火技術(shù)還能從過去的計算結(jié)束的地方開始學(xué)習(xí)，可以微調(diào)未來的計算。

他表示，"失去了連貫性時，最終就會得到垃圾。退火技術(shù)可以在失去連貫性時，停在一個潛在的解決方案里并可以重新開始計算以及改進(jìn)解決方案。"而相比之下，基于門的模型做不到這一點，因為這種模型在每次計算后都失去了一致性，沒法接著之前的運(yùn)算繼續(xù)下去。

他指出，一家雜貨店可以用D-Wave加強(qiáng)客戶的部分物流系統(tǒng)，解決每個地點每周的優(yōu)化問題只需兩分鐘，而以前解決每個地點每周的優(yōu)化問題需要25小時。

目前，全球已有超過2萬名開發(fā)者注冊使用Leap，每月約有1,000人定期使用該項服務(wù)。付費(fèi)客戶在D-Wave計算機(jī)上運(yùn)行計算估計每小時需支付2,000美元。

不過Baratz指出，D-Wave系統(tǒng)也無法解決所有量子計算問題，因為退火技術(shù)是專門為解決優(yōu)化問題而設(shè)計的，優(yōu)化問題是企業(yè)面臨的共同挑戰(zhàn)。而基于門的系統(tǒng)在錯誤率降低后將能夠解決任何計算問題，但他表示，降低錯誤率很可能至少還需要7年才能實現(xiàn)。

他表示，因此，雖然D-Wave基于退火技術(shù)的量子計算機(jī)僅限于解決優(yōu)化問題，但這種量子計算機(jī)有能力解決當(dāng)今現(xiàn)實世界的商業(yè)挑戰(zhàn)。他補(bǔ)充表示，D-Wave系統(tǒng)也可以利用所擁有的技術(shù)走構(gòu)建通用糾錯系統(tǒng)之路。

D-Wave表示，到目前為止，已經(jīng)有超過250個應(yīng)用的構(gòu)建用上了D-Wave系統(tǒng)，其中大部分使用Leap，應(yīng)用涵蓋了各種用例，包括財務(wù)建模、調(diào)度、蛋白質(zhì)折疊和制造優(yōu)化等等。