在最近的一份報告中,俄克拉荷馬州立大學董事和電氣與計算機工程學教授Subhash Kak博士指出,量子計算面臨的障礙比許多人意識到的要多,特別是在破解密碼方面。
在比特幣領域,“噪聲”和錯誤修正等問題使得量子霸權論在很大程度上仍停留在理論層面。
量子霸權論的不足之處
本質上,“量子至上”是指量子計算機可以解決傳統(tǒng)計算機無法解決的某些問題的演示。毫無疑問,這已經完成了,但是對于加密領域的人們來說,重要的問題集中在解決什么樣的問題上。
Subhash Kak博士在最近的一篇文章中說道:“這些公司正在嘗試構建可復制傳統(tǒng)計算機電路模型的硬件。但是,當前的實驗系統(tǒng)只有不到100量子比特。為了獲得有用的計算性能,你可能需要擁有成千上萬個量子位的機器?!?/p>
盡管像D-wave這樣的組織吹噓2000量子比特,但它們的應用卻有所不同。D-wave的重點是通過稱為“量子退火”的過程進行優(yōu)化,根據Kak的說法,這是“更窄的量子計算方法,量子位用于加速優(yōu)化問題?!?/p>
因此,D-wave的主張招致了一些批評 ,最近有關該主題的一份報告稱D-wave系統(tǒng)與其他計算機相比是“脫脂牛奶”。
噪聲和錯誤校正
根據Kak的說法,實現(xiàn)實際的量子密碼破解的真正困難在于噪聲和糾錯的概念。
“為了使計算機正常運行,它們必須糾正所有小的隨機錯誤。在量子計算機中,這種錯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。”
由于這些原因,量子位可能會在幾分之一秒內失去一致性,因此,計算必須在更短的時間內完成。如果沒有糾正任何物理系統(tǒng)中不可避免的隨機錯誤,則計算機的結果將毫無價值。這種錯誤校正使事情變得更加復雜。潛在的與噪聲相關的錯誤需要更多的量子比特功率。
理論物理學家Mikhail Dyakonov描述了該問題令人難以置信的本質,他說:
“雖然在任何給定時刻具有N位的常規(guī)計算機必須處于其2N個可能狀態(tài)之一,但是具有N個量子位的量子計算機的狀態(tài)由2N個量子振幅的值來描述,該值是連續(xù)參數(取任何值,不僅是0或1)。這是量子計算機應有的功能起源,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算機在任何給定時刻的狀態(tài)的連續(xù)參數的數量遠遠大于可觀測宇宙中亞原子粒子的數量?!?/p>
換句話說,實用量子計算的優(yōu)勢也可以看作是其致命弱點。因為它可以處理這么多變量,所以這些看似無窮無盡的變量也為更大的潛在錯誤敞開了大門。由此產生的硬件和后勤方面的考慮沒有像其他問題那樣經常被討論,但是據兩位研究人員稱,這些領域至關重要。
忽略炒作
和Kak一樣,Dyaknov也指出了圍繞量子計算領域的炒作,量子計算領域一直在發(fā)展,并且是激發(fā)投機活動數十年的源泉。
盡管目前尚不清楚政府機密和高層次的科學發(fā)展到何種程度,但據受過教育的觀察家所知,要讓比特幣網絡陷入可能的危險似乎還有很長的路要走。在這一點上,算法升級被許多人認為是一個潛在的解決方案。
然而,就像正在進行的核聚變研究一樣,量子計算也不容忽視。
理論上,任何時候都可能發(fā)生無法預料的突破,從而改變游戲規(guī)則。對于Kak而言,他仍然持懷疑態(tài)度:
“作為從事量子計算工作多年的人,我認為由于硬件中存在著不可避免的隨機錯誤,因此不太可能建造出有用的量子計算機。”