03.02 實現量子霸權後,破解操作系統的源代碼,是不是變得很容易?

吳下虛士


破解操作系統的源代碼是不是變的容易這個不能這麼理解!先要理解什麼是量子計算:量子計算的機器,是一種通過量子力學規律以實現數學和邏輯運算,處理和儲存信息能力的系統。所有量子計算是提高了計算的性能。

1、如果說量子計算機成功的被研發出來,當前我們所有的加密方式都將失效,就是因為量子計算的能力很強。

2、而你所說的是操作系統破解源代碼,這完全是兩個不同的概念,破解需要正確的方式去破解,如果用錯誤的方式你的計算能力在強大也沒有用,而加密方式卻不一樣了,能在一瞬間將所有的密碼嘗試一遍這就很容易破解了。

3、當前量子計算機的實用還需要很長的一段的路要走,根據達摩院2020年的科學技術發展趨勢報告提到,當前量子計算處於攻堅階段,目前有兩個難題需要科學家解決。

4、及時量子計算的到來我們也不用擔心,有矛就有盾,相輔相成。


少年編程


首先要理解量子霸權,量子霸權是量子計算機在特定問題上對傳統計算機有絕對性的壓倒優勢。定語是特定問題,這個很重要。加入在計算質數領域實現了量子霸權,那在加密應用領域它就是無敵的。但對其他的方向並不一定比傳統計算機強。第二個,源碼問題。本人是程序員一枚,很多都可以破解源碼,或者直接反編譯包就能拿到源碼,這個其實並不難。想要拿到數據報文或者源碼首先要破解加密,目前的加密一般都是國密,rsa,aes等靠質數無線不循環特性加密。回到主題,如果在「破解源碼」方向實現量子霸權,那麼相對的,就會有用量子計算機去加密的算法,還是解不出來。當然,你去降維打擊破解傳統計算機的密碼,那理論上應該是非常容易。希望這個回答能讓你滿意


林飛154941376


Quantum Supremacy,中文翻譯為“量子霸權”,這一概念是2012年,美國理論物理學家約翰·普瑞斯基爾(John Preskill)提出。

這裡的“霸權”並非我們平時理解的“霸權主義”,量子霸權是一個專有名詞,意思是在處理同一個問題時,量子計算擁有了超越所有古典(非量子)計算機的能力,實現量子計算機特有優勢。

在物理實驗領域,由於迄今沒有任何一臺量子裝置在實際的測試中驗證這一能力,因此,誰能證明這種能力,就代表了實現“量子霸權”。而實現量子霸權,將代表量子計算機從理論走進現實,標誌著一個新的計算能力飛躍時代的開始。

谷歌在《自然》的論文中表示,通過一系列實驗和計算,谷歌研究人員開發了一套高保真度的糾錯流程,進而對芯片展開測試。

最終得出結論,同樣是對一個量子電路產生的隨機數字採樣 100 萬次, Sycamore 芯片支持的量子計算機只需要 200 秒,同時維持很低的誤差率,而世界最強超算 Summit 需要 1萬年。

按照 John Preskill 提出的“量子霸權”的定義,谷歌的實驗結果則標誌著量子計算機在解決一個隨機採樣任務上超越了經典計算機,甚至意味著只能在量子處理器上執行的計算任務誕生。

這也是為什麼谷歌論文中提到了自己“在這一特定計算任務上實現了量子霸權”,甚至樂觀地表示量子處理器的計算能力或將遵從“量子摩爾定律”,計算性能每幾年就翻一倍,也許離有價值的實際應用只差一個創造性的算法了。

什麼是量子計算機?

不過,面對谷歌聲稱“實現量子霸權”的結論,產業界和量子物理學界迅速分成了質疑派和樂觀派。

以 IBM 為首的質疑派認為,雖然這是一個里程碑,但谷歌的實驗有缺陷,執行同樣的計算實驗,Summit完成谷歌聲稱的計算只需要2天半,遠遠沒有谷歌所說的 1 萬年那麼誇張。


Summit超級計算機(圖源:IBM)

儘管IBM想要淡化谷歌的成就,不過科學研究界人士對此表示歡迎,《紐約時報》稱科學家將此成果與萊特兄弟1903年的首次飛機飛行相提並論。

因為,不管是 1 萬年還是 2.5 天,量子計算機的速度都是遠超經典計算機,而這背後關鍵原因是量子並行計算。

經典計算機的信息單位是比特,一般用 “0” 和 “1” 來表示。一個比特,要麼是“0”,要麼是“1”。量子計算機的信息單位是“量子比特”,由於量子具有疊加態的特性,因此量子比特可以同時處於“0”和“1”的狀態。

有人做過一個比喻:經典比特是 “開關”,只有開和關兩個狀態(0 和 1),而量子比特是 “旋鈕”,就像收音機上調頻的旋鈕那樣,有無窮多個狀態。經典計算機通過操縱經典比特進行運算,而量子計算機是操縱量子比特,本質上就是去旋轉它們。

(圖源:本源量子)

由於這種疊加的特性,讓量子計算機可以具備了強大的並行計算能力。在設計量子計算機時,通常會利用量子糾纏的特性,讓一個粒子和其他粒子糾纏,進一步提升並行計算能力。

簡言之,利用量子力學可使計算能力指數級增長,運用上文中53個量子比特的芯片,能實現每次2的53次方也就是9千萬億次的計算量。想要實現同樣的算力,經典計算機需要9千萬億個經典比特(也就是晶體管)。

所以,經典計算機算力增長只能通過不斷增加晶體管數量實現。為此,要將晶體管做得越來越小,從二戰時期第一代計算機的真空三極管,到如今的集成電路,從2003年90nm的晶體管制程做到現在的7nm。

▲運用7nm製程擁有103億晶體管的麒麟990芯片(圖源:華為發佈會)

比如,上文提到的世界最強超算 Summit ,每秒能計算200千萬億次,就是通過不斷堆棧芯片數量的方式達成。據悉 Summit 共有27648塊Tesla V100計算卡以及9216顆IBM Power CPU。

Summit 佔地面積相當於兩個網球場大小,為了冷卻處理器,周圍的循環系統每分鍾要消耗4000加侖的水。相比之下,擁有遠超其性能的谷歌量子芯片,大小隻有20毫米,整個量子計算機也僅僅幾平米大小。

谷歌的量子計算機(圖源:谷歌)

量子計算機的未來

截至目前,谷歌已經在量子計算的項目上持續攻堅了13 年。

在公佈論文前,谷歌已經憑藉著龐大的量子計算機規模在競爭中處於領先地位。2018年,谷歌展示了73量子比特計算機,該計算器明顯強於位列第二的競爭對手IBM在今年9月18日公佈的53量子比特研究成果。

▲2019CES展會IBM發佈全球首個獨立商用量子計算機IBM Q(圖源:IMB)

谷歌、IBM等公司啟動量子計算機的研究,是因為傳統計算機基於半導體微細加工的性能提高開始面臨極限。隨著大數據、AI技術問世,運算能力不足而未能解決的難題越來越多,業界需要能處理龐大數據的計算機。

例如緩解城市地區的交通擁堵。現在,無數的車輛按各自的情況行駛,引發交通擁堵。短時間計算每輛車的行駛路線較為困難。如果使用量子計算機、向每輛車提出“不會引發交通擁堵的最佳路線”,有助於緩解擁堵。

再比如,新藥、新材料的研究,這些對普通生活和工業界產生巨大影響的領域,將會第一步去使用量子計算機。到那個時候人們可能在很短的時間內,就能計算出關於新藥、新材料的一些新的特性。

圖源:日經中文網

不過,革新性技術有時會成為威脅。量子計算機的應用存在令網絡社會從根本上動搖的風險。

最典型的應用就是加密破解。比如比特幣的安全性依靠一個叫私鑰的東西,由256位二進制隨機碼組成,即使是最新的超算,也需要數萬年才能破解,因此加密被視為“安全”。

但如果我們有一個“256量子比特”的量子計算機,那麼這個時間可以縮為幾分鍾。比特幣的密碼都如此簡單,破解我們日常生活中社交賬號、銀行賬號、遊戲賬號的密碼就更加輕鬆了。

所以當量子計算機的計算能力,達到這樣的一個量級的時候。那麼,首先受到衝擊的,就是世界的安全體系。數學家們現在正在加緊研究新的量子密碼加密體系。

在計算機的歷史上,時隔約70年開始出現革新的趨勢。雖然真正的量子計算機的實用化仍有很多課題,但現在包括美國英特爾、中國阿里巴巴在內的科技巨頭都加緊開發。

IBM的大型機上市是在1964年。傳統計算機在那之前存在約20年的黎明期。日本IBM的執行董事森本典繁指出,“量子計算機也處於這種階段”。


科技小先森


所謂的量子枝術還沒有進入百姓實際應用中就被吹的天花亂墜,連賣淨水器的都會說量子枝術,因此量子枝術一旦真正廣泛應用囯家肯定有相應的規範,否則利用量子枝術破解銀行,交通,軍事等部門的密碼豈不是天下大亂,自古有矛就有盾,至於源代碼同樣不用操心,那是所謂的量子枝術專家操心的事,有矛沒有盾的世界是不存在的。


棲雁林


量子霸權是指量子計算裝置在某些特定問題上的計算能力超越經典計算機,與容不容易破解操作系統的源碼沒有直接的聯繫。


冒險迷


從你這個問題來看 看來你並不瞭解量子科學和計算機科學 量子計算機只用來解決特定數學問題 可以破解加密算法

而系統破解需要逆向工程


雨琪的創意生活


未必是


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