03.02 实现量子霸权后,破解操作系统的源代码,是不是变得很容易?

吴下虚士


破解操作系统的源代码是不是变的容易这个不能这么理解!先要理解什么是量子计算:量子计算的机器,是一种通过量子力学规律以实现数学和逻辑运算,处理和储存信息能力的系统。所有量子计算是提高了计算的性能。

1、如果说量子计算机成功的被研发出来,当前我们所有的加密方式都将失效,就是因为量子计算的能力很强。

2、而你所说的是操作系统破解源代码,这完全是两个不同的概念,破解需要正确的方式去破解,如果用错误的方式你的计算能力在强大也没有用,而加密方式却不一样了,能在一瞬间将所有的密码尝试一遍这就很容易破解了。

3、当前量子计算机的实用还需要很长的一段的路要走,根据达摩院2020年的科学技术发展趋势报告提到,当前量子计算处于攻坚阶段,目前有两个难题需要科学家解决。

4、及时量子计算的到来我们也不用担心,有矛就有盾,相辅相成。


少年编程


首先要理解量子霸权,量子霸权是量子计算机在特定问题上对传统计算机有绝对性的压倒优势。定语是特定问题,这个很重要。加入在计算质数领域实现了量子霸权,那在加密应用领域它就是无敌的。但对其他的方向并不一定比传统计算机强。第二个,源码问题。本人是程序员一枚,很多都可以破解源码,或者直接反编译包就能拿到源码,这个其实并不难。想要拿到数据报文或者源码首先要破解加密,目前的加密一般都是国密,rsa,aes等靠质数无线不循环特性加密。回到主题,如果在「破解源码」方向实现量子霸权,那么相对的,就会有用量子计算机去加密的算法,还是解不出来。当然,你去降维打击破解传统计算机的密码,那理论上应该是非常容易。希望这个回答能让你满意


林飞154941376


Quantum Supremacy,中文翻译为“量子霸权”,这一概念是2012年,美国理论物理学家约翰·普瑞斯基尔(John Preskill)提出。

这里的“霸权”并非我们平时理解的“霸权主义”,量子霸权是一个专有名词,意思是在处理同一个问题时,量子计算拥有了超越所有古典(非量子)计算机的能力,实现量子计算机特有优势。

在物理实验领域,由于迄今没有任何一台量子装置在实际的测试中验证这一能力,因此,谁能证明这种能力,就代表了实现“量子霸权”。而实现量子霸权,将代表量子计算机从理论走进现实,标志着一个新的计算能力飞跃时代的开始。

谷歌在《自然》的论文中表示,通过一系列实验和计算,谷歌研究人员开发了一套高保真度的纠错流程,进而对芯片展开测试。

最终得出结论,同样是对一个量子电路产生的随机数字采样 100 万次, Sycamore 芯片支持的量子计算机只需要 200 秒,同时维持很低的误差率,而世界最强超算 Summit 需要 1万年。

按照 John Preskill 提出的“量子霸权”的定义,谷歌的实验结果则标志着量子计算机在解决一个随机采样任务上超越了经典计算机,甚至意味着只能在量子处理器上执行的计算任务诞生。

这也是为什么谷歌论文中提到了自己“在这一特定计算任务上实现了量子霸权”,甚至乐观地表示量子处理器的计算能力或将遵从“量子摩尔定律”,计算性能每几年就翻一倍,也许离有价值的实际应用只差一个创造性的算法了。

什么是量子计算机?

不过,面对谷歌声称“实现量子霸权”的结论,产业界和量子物理学界迅速分成了质疑派和乐观派。

以 IBM 为首的质疑派认为,虽然这是一个里程碑,但谷歌的实验有缺陷,执行同样的计算实验,Summit完成谷歌声称的计算只需要2天半,远远没有谷歌所说的 1 万年那么夸张。


Summit超级计算机(图源:IBM)

尽管IBM想要淡化谷歌的成就,不过科学研究界人士对此表示欢迎,《纽约时报》称科学家将此成果与莱特兄弟1903年的首次飞机飞行相提并论。

因为,不管是 1 万年还是 2.5 天,量子计算机的速度都是远超经典计算机,而这背后关键原因是量子并行计算。

经典计算机的信息单位是比特,一般用 “0” 和 “1” 来表示。一个比特,要么是“0”,要么是“1”。量子计算机的信息单位是“量子比特”,由于量子具有叠加态的特性,因此量子比特可以同时处于“0”和“1”的状态。

有人做过一个比喻:经典比特是 “开关”,只有开和关两个状态(0 和 1),而量子比特是 “旋钮”,就像收音机上调频的旋钮那样,有无穷多个状态。经典计算机通过操纵经典比特进行运算,而量子计算机是操纵量子比特,本质上就是去旋转它们。

(图源:本源量子)

由于这种叠加的特性,让量子计算机可以具备了强大的并行计算能力。在设计量子计算机时,通常会利用量子纠缠的特性,让一个粒子和其他粒子纠缠,进一步提升并行计算能力。

简言之,利用量子力学可使计算能力指数级增长,运用上文中53个量子比特的芯片,能实现每次2的53次方也就是9千万亿次的计算量。想要实现同样的算力,经典计算机需要9千万亿个经典比特(也就是晶体管)。

所以,经典计算机算力增长只能通过不断增加晶体管数量实现。为此,要将晶体管做得越来越小,从二战时期第一代计算机的真空三极管,到如今的集成电路,从2003年90nm的晶体管制程做到现在的7nm。

▲运用7nm制程拥有103亿晶体管的麒麟990芯片(图源:华为发布会)

比如,上文提到的世界最强超算 Summit ,每秒能计算200千万亿次,就是通过不断堆栈芯片数量的方式达成。据悉 Summit 共有27648块Tesla V100计算卡以及9216颗IBM Power CPU。

Summit 占地面积相当于两个网球场大小,为了冷却处理器,周围的循环系统每分锺要消耗4000加仑的水。相比之下,拥有远超其性能的谷歌量子芯片,大小只有20毫米,整个量子计算机也仅仅几平米大小。

谷歌的量子计算机(图源:谷歌)

量子计算机的未来

截至目前,谷歌已经在量子计算的项目上持续攻坚了13 年。

在公布论文前,谷歌已经凭借着庞大的量子计算机规模在竞争中处于领先地位。2018年,谷歌展示了73量子比特计算机,该计算器明显强于位列第二的竞争对手IBM在今年9月18日公布的53量子比特研究成果。

▲2019CES展会IBM发布全球首个独立商用量子计算机IBM Q(图源:IMB)

谷歌、IBM等公司启动量子计算机的研究,是因为传统计算机基于半导体微细加工的性能提高开始面临极限。随着大数据、AI技术问世,运算能力不足而未能解决的难题越来越多,业界需要能处理庞大数据的计算机。

例如缓解城市地区的交通拥堵。现在,无数的车辆按各自的情况行驶,引发交通拥堵。短时间计算每辆车的行驶路线较为困难。如果使用量子计算机、向每辆车提出“不会引发交通拥堵的最佳路线”,有助于缓解拥堵。

再比如,新药、新材料的研究,这些对普通生活和工业界产生巨大影响的领域,将会第一步去使用量子计算机。到那个时候人们可能在很短的时间内,就能计算出关于新药、新材料的一些新的特性。

图源:日经中文网

不过,革新性技术有时会成为威胁。量子计算机的应用存在令网络社会从根本上动摇的风险。

最典型的应用就是加密破解。比如比特币的安全性依靠一个叫私钥的东西,由256位二进制随机码组成,即使是最新的超算,也需要数万年才能破解,因此加密被视为“安全”。

但如果我们有一个“256量子比特”的量子计算机,那么这个时间可以缩为几分锺。比特币的密码都如此简单,破解我们日常生活中社交账号、银行账号、游戏账号的密码就更加轻松了。

所以当量子计算机的计算能力,达到这样的一个量级的时候。那么,首先受到冲击的,就是世界的安全体系。数学家们现在正在加紧研究新的量子密码加密体系。

在计算机的历史上,时隔约70年开始出现革新的趋势。虽然真正的量子计算机的实用化仍有很多课题,但现在包括美国英特尔、中国阿里巴巴在内的科技巨头都加紧开发。

IBM的大型机上市是在1964年。传统计算机在那之前存在约20年的黎明期。日本IBM的执行董事森本典繁指出,“量子计算机也处于这种阶段”。


科技小先森


所谓的量子枝术还没有进入百姓实际应用中就被吹的天花乱坠,连卖净水器的都会说量子枝术,因此量子枝术一旦真正广泛应用囯家肯定有相应的规范,否则利用量子枝术破解银行,交通,军事等部门的密码岂不是天下大乱,自古有矛就有盾,至于源代码同样不用操心,那是所谓的量子枝术专家操心的事,有矛没有盾的世界是不存在的。


栖雁林


量子霸权是指量子计算装置在某些特定问题上的计算能力超越经典计算机,与容不容易破解操作系统的源码没有直接的联系。


冒险迷


从你这个问题来看 看来你并不了解量子科学和计算机科学 量子计算机只用来解决特定数学问题 可以破解加密算法

而系统破解需要逆向工程


雨琪的创意生活


未必是


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