量子計(jì)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(shí)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(jì)算廠商D-Wave系統(tǒng)首席執(zhí)行官Alan Baratz認(rèn)為，具體一點(diǎn)講，至少還需要十年時(shí)間才能以量子計(jì)算系統(tǒng)開展商業(yè)活動(dòng)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(cuò)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(shí)間。

他透露，不過D-Wave已經(jīng)建了一個(gè)內(nèi)部安全團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)監(jiān)控D-Wave系統(tǒng)上的活動(dòng)，同時(shí)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(jì)算機(jī)還為時(shí)過早。

D-Wave這家加拿大量子計(jì)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(cè)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(chǎng)則有20家付費(fèi)客戶。D-Wave基于云計(jì)算的Leap量子計(jì)算應(yīng)用平臺(tái)已在新加坡上線。

Deloitte咨詢公司的一份報(bào)告和Baratz的觀點(diǎn)相若，報(bào)告指量子計(jì)算機(jī)不會(huì)在短期內(nèi)破解密碼系統(tǒng)或能夠以足夠的計(jì)算速度運(yùn)行。報(bào)告稱，不過從長遠(yuǎn)來看，量子系統(tǒng)可能會(huì)對(duì)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(diǎn)很重要。

Deloitte的報(bào)告估計(jì)，例如在量子計(jì)算機(jī)對(duì)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(bào)告特別指出，對(duì)于那些目前存儲(chǔ)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(shí)被公開，因而帶來潛在的攻擊風(fēng)險(xiǎn)。

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(huì)給區(qū)塊鏈的可用性帶來其他挑戰(zhàn)。報(bào)告還指，目前這種新形式的密碼學(xué)是由專家來評(píng)估， "我們預(yù)計(jì)，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(gè)量子公式，他稱這個(gè)公式可以破解大多數(shù)常見的非對(duì)稱密碼算法。即是說，給定一個(gè)足夠大的量子計(jì)算系統(tǒng)，該算法就可以找到一個(gè)與里面的公鑰相對(duì)應(yīng)的匹配私鑰，進(jìn)而可以冒充數(shù)字簽名。

去年，一個(gè)新加坡工程師和研究人員團(tuán)隊(duì)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(jì)劃，計(jì)劃的目的是在量子計(jì)算成為主流時(shí)，他們所研究的工具可以為降低安全風(fēng)險(xiǎn)做好準(zhǔn)備。具體一點(diǎn)說，他們?cè)谘芯坷?"獨(dú)立于測(cè)量-設(shè)備"的量子密鑰分配（MDI QKD）技術(shù)，他們希望團(tuán)隊(duì)的研究能夠?yàn)樾滦?"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(jì)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(shí)已經(jīng)開始用于解決現(xiàn)實(shí)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(jì)算更容易擴(kuò)展，該技術(shù)對(duì)噪聲和計(jì)算錯(cuò)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(jì)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(chǎng)參與者都沒有能夠用基于門的模式實(shí)現(xiàn)的。目前業(yè)界普遍采用的門系統(tǒng)用于制造量子計(jì)算機(jī)的難度很大，而且對(duì)錯(cuò)誤敏感。他表示，目前這一類量子計(jì)算機(jī)最穩(wěn)定的狀態(tài)大約能達(dá)到30個(gè)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(cuò)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(gè)競爭對(duì)手去年曾表示能夠在自己的量子計(jì)算機(jī)上解決一個(gè)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(jì)算基于量子力學(xué)原理運(yùn)作，其中包括概率計(jì)算。

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

他表示，"失去了連貫性時(shí)，最終就會(huì)得到垃圾。退火技術(shù)可以在失去連貫性時(shí)，停在一個(gè)潛在的解決方案里并可以重新開始計(jì)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(diǎn)，因?yàn)檫@種模型在每次計(jì)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(gè)地點(diǎn)每周的優(yōu)化問題只需兩分鐘，而以前解決每個(gè)地點(diǎn)每周的優(yōu)化問題需要25小時(shí)。

目前，全球已有超過2萬名開發(fā)者注冊(cè)使用Leap，每月約有1,000人定期使用該項(xiàng)服務(wù)。付費(fèi)客戶在D-Wave計(jì)算機(jī)上運(yùn)行計(jì)算估計(jì)每小時(shí)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(jì)算問題，因?yàn)橥嘶鸺夹g(shù)是專門為解決優(yōu)化問題而設(shè)計(jì)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(cuò)誤率降低后將能夠解決任何計(jì)算問題，但他表示，降低錯(cuò)誤率很可能至少還需要7年才能實(shí)現(xiàn)。

他表示，因此，雖然D-Wave基于退火技術(shù)的量子計(jì)算機(jī)僅限于解決優(yōu)化問題，但這種量子計(jì)算機(jī)有能力解決當(dāng)今現(xiàn)實(shí)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(cuò)系統(tǒng)之路。

D-Wave表示，到目前為止，已經(jīng)有超過250個(gè)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(cái)務(wù)建模、調(diào)度、蛋白質(zhì)折疊和制造優(yōu)化等等。