治疗白癜风老专家 https://wapjbk.39.net/yiyuanfengcai/ys_bjzkbdfyy/想象一下，一觉醒来你所有精心设置的电子密码被全部攻破，个人信息和重要文件暴露无遗，这将是一种怎样的无助？上升到国家层面，一夜之间所有的核心机密无所遁形，被敌对国全数掌握，这对国家安全意味着什么？
特斯拉CEO埃隆·马斯克（ElonMusk）担心工智能的失控发展会威胁人类的生存，但近几年，许多科学家认为另一项技术可能会造成更加紧迫的威胁：量子计算。其强大的数据处理能力能够轻松攻破目前的所有密码系统，成为破解秘密通信、银行帐号、以及数据库等的万能钥匙。
量子技术对于人类来说，仍然是一个巨大的“黑箱”。
量子计算：天使还是魔鬼？
量子计算源自科幻小说。例如“TSP问题（TravelingSalesmanProblem，旅行商人问题）”，假设有一个旅行商人要拜访n个城市，每个城市只能拜访一次，然后回到原来出发的城市，且要求所走的路程最短。随着城市数量（n）的增加，问题的复杂度成指数上涨。一台计算机需要花费年的时间才能计算出22座城市间的最短路径，而量子计算机可以在几分钟，甚至几秒钟之内完成计算。
传统的计算机用0和1表达信息，量子计算机则依靠量子比特（Quantumbits，简称Qubits）。量子比特可以保存值0或1，或者通过“叠加形态”同时保存这两个值，记为“0+1”。它们可以通过同时列举和测量结果解决问题，这就等于破解密码锁时，可以同时验证每个可能的数字和顺序。
图为经典计算与量子计算的区别
年，微软的研究人员观察到了被称为“天使粒子”的马约拉纳费米子（Majoranafermion）存在的有力证据，电子在他们的导线中分裂成半体，这对于建造稳定的量子计算机具有重要意义。
然而遗憾的是，年3月，这一被寄予厚望的“马约拉纳费米子”研究宣告流产。微软研究人员以“技术错误”为由，将年的这篇论文正式撤稿。过去几年发展起来的新理论也表明，证明马约拉纳粒子的存在，还需要更纯净的材料、更复杂的实验、以及更多的科学理论进步。
《自然》（Nature）杂志上的研究撤回报告
截图来源：参考文献[3]
尽管这一重大突破受阻，但科学家们从未放弃对量子世界的探索。一旦量子物理从理论场进入应用圈，天气预报、金融分析、物流规划、空间研究、药物发现、宇宙探索、通信网络等人类社会的方方面面都会有显著进步。
量子计算机的潜在运行速度比当今先进的超级计算机快数百万倍，然而其极高的计算能力也可能带来潜在的数据安全隐患。比如，量子计算可能使目前广泛使用的数据加密算法陷于无效，万一被别有用心者利用，破解银行记录、私人通信和世界上每台数字计算机的密码只需几秒钟。
这也涉及到国防问题。可解析密码的量子计算机一直是安全技术界的焦点所在，它能破解世界各地的数字系统所使用的大部分公钥密码学系统，例如破解区块链。这种能力掌握在一个敌对政权手中是非常危险的。
人工智能监管的缺失已形成加剧人类偏见的算法和助长阴谋论的社交媒体，人工智能所制造的假新闻和社交媒体帖子也造成诸多社会问题。究其原因，人类让机器可自主决策，而计算机代码的缺陷会导致意想不到的有害后果。鉴于量子技术的潜在能力，绝不能重蹈人工智能的覆辙。年，量子学界紧急呼吁解决这些问题并保护好量子技术的知识产权。
目前，科学家们在进行各项试验，努力将量子计算与人工智能相结合，以超越传统计算机的极限。年3月，谷歌推出了TensorFlowQuantum，这是首批量子-人工智能混合平台，将处理海量数据的能力提升到了新的水平。从理论上讲，人工智能与量子计算的融合可以带来比人工智能“类人化”更具革命性的结果。
量子计算，中美在信息领域的下一个角力场
计算技术和算力之于未来的量子时代，就像土地之于农耕时代、石油之于内燃机时代，是不可或缺的核心资源。世界各国和各大高科技公司都在围绕量子科技进行紧密布局。
据相关数据统计，量子计算产业化正在进入爆发式增长阶段。IDC报告预计，全球量子计算市场将从年的4.12亿美元增长到年的86亿美元，6年复合年增长率超过50%。
年，美国政府已经拨款数亿美元建立12个量子研究中心，用以提高量子计算的生产力。今年五月，拜登政府发布了两项总统令：一项是将国家量子计划咨询委员会（NationalQuantumInitiativeAdvisoryCommittee）直接置于白宫的管辖之下；另一项是《关于促进美国在量子计算方面的领导地位同时减少对脆弱的密码系统的风险的国家安全备忘录》，其目的是，在未来以计算和电子战系统为代表的信息领域竞争中，确保其领先地位。
拜登政府今年五月发布的两项总统令
图片来源：美国联邦政府网站
中国则已将量子信息学列为“十三五”规划和“中国制造”规划的关键目标，是第一个发射量子科学卫星“墨子号”和建成量子网络的国家。年，在“墨子号”量子通信实验卫星和京沪干线的串联下，中国已经实现了公里的量子保密通信网络，并为超过名用户提供服务。年10月，中国科学技术大学成功研制了个光子的量子计算原型机“九章二号”，可以在1毫秒内完成传统计算机需要30万亿年才能完成的任务，这也是目前量子处理器所能达到的最快速度。
对此，美国专家曾警告称，中国在量子网络和量子处理器为代表的量子技术各个领域似乎都有领先优势。世界上最强大的两台量子计算机是在中国建造的，世界上第一个量子通信网络也在中国诞生，中国的这些成功可能表明了其在量子技术领域与美国和西方各国相比的优势。彭博社更是在相关报道中直接点名中国，称“从半导体、超快速网络到量子计算机领域，美国和中国都在竞相为未来技术打牢基础，……中国在量子研究上已投入数十亿美元，（美国的）数据安全令人担忧。”
尽管美国公司在量子计算这一领域拥有更多专利，但目前中国在整个量子科技领域的专利比美国多。中国政府对于量子计算领域的投资在逐年稳定递增，致力于创建世界上第一个最大的量子实验室，目前已拥有多个相关研发项目和多项专利。
各国所拥有的量子技术专利数
截图来源：参考文献[4]
此外，诸如谷歌、IBM、微软等美国公司都在加快研发与布局量子计算平台。国内的百度、阿里巴巴、腾讯、华为、字节跳动等公司也都在量子计算方面进行了布局。年谷歌在超导量子芯片上实现了量子霸权，年中国科学技术大学在超导和光量子两种平台上也实现了量子优越性，这一系列成果展示了量子计算的巨大潜力。
目前量子计算仍处于初级发展阶段，发展这项技术是一个长期工程。潘多拉魔盒已经打开，各国政府必须抓紧考虑制定相关法律法规、技术标准，负责任地使用量子技术。今天就要为明天的量子时代做好准备。
在这条关乎信息安全乃至国家安全的赛道上，我们不容有失。
参考文献：
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