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12月4日，中國科學技術大學宣布：該校潘建偉團隊與中科院上海微系統(tǒng)所、國家并行計算機工程技術研究中心合作，成功構建76個光子的量子計算原型機“九章”，求解數(shù)學算法高斯玻色取樣只需200秒，而目前世界最快的超級計算機要用6億年。這一突破使中國成為繼美國之后全球第二個實現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國家。
12月14日，數(shù)字資產(chǎn)研究院學術與技術委員會主席朱嘉明在彭博2020年年會上表示，量子科學是未來十年最大的變量，量子技術是數(shù)字時代的基石，量子科學決定未**濟?！叭祟惾轿贿M入到科技主宰經(jīng)濟，科技資本整合金融資本和產(chǎn)業(yè)資本的新時代。”
“九章”打開中國量子計算大門
“九章屬于一個針對專門的一個計算任務-高斯玻色采樣這個特定場景設計的，因此還不能和通用計算機相比較?！边\通鏈達金服科技有限公司總經(jīng)理、廣州數(shù)字金融協(xié)會金融科技專委會主任鄒均向《鏈新》表示。
鄒均介紹，九章屬于模擬計算，通過76個同源光量子輸入到100模光量子干涉儀，并最終經(jīng)由100個單光子探測器探測每個光路出口的光子數(shù)來完成5000次玻色采樣。其所花的時間（200秒）比采用經(jīng)典計算算法實現(xiàn)的時間快一百萬億倍。與經(jīng)典計算機相比，九章的劣勢在于它還不是一個“可編程”意義上的量子計算機，只能利用光量子的相干性完成高斯玻色采樣的特殊計算。
“量子計算機比起傳統(tǒng)通用計算機的主要差別就是計算力。然而，量子計算機也不是適用于解析所有的問題。所以在應用上，兩種計算機各有其用法?！钡露?chuàng)新基金合伙人王岳華向《鏈新》表示。
“就目前已公布的量子計算機而言，優(yōu)勢和劣勢都非常明確，優(yōu)勢是計算能力相較于傳統(tǒng)計算機，有著極大跨越；劣勢是目前都屬于專用領域甚至專項的計算，并非通用計算機性質?！弊止?jié)互鏈ByteLink CEO杜超向《鏈新》表示。
一個普遍的共識是，量子計算離大規(guī)模推廣應用還有很大距離。鄒均介紹，目前業(yè)界普遍將量子計算的發(fā)展分為三個階段：九章現(xiàn)在具備有76個光量子的精確操控能力，還屬于量子計算的初級階段，也就是所謂的“專用量子計算機”；下一階段是研發(fā)操控數(shù)百個量子比特的“模擬量子計算機”，該階段可以解決一些有實用價值的問題，例如新材料設計、優(yōu)化算法等；第三階段是研發(fā)可糾錯的百萬物理量子比特的“通用量子計算機”，實現(xiàn)量子并行計算的商業(yè)應用。
王岳華認為，由于工程技術上的限制，量子計算機到能夠真正商用的產(chǎn)品，起碼還要10至15年的時間?！澳壳熬耪驴梢詫崿F(xiàn)76個光量子的量子計算原型，而真正能夠實現(xiàn)商用計算則需要控制百萬級別的光量子，離真正的應用還是相當遙遠?！?/p>
杜超認為，一方面，量子計算機在許多基礎理論層面還有很多需要攻克的問題，而大范圍應用需要較深入的理論研究基礎；另一方面，量子計算機的實用，也會類似傳統(tǒng)計算機的進階路線，理論研究、實驗室研究、軍用、民用、大范圍普及，“具體到民用的話，還有相當長時間?！?/p>
值得一提的是，2020年10月16日，**就量子科技研究和應用前景舉行第二十四次集體學習，**主席指出，要找準中國量子科技發(fā)展的切入點和突破口，統(tǒng)籌基礎研究、前沿技術、工程技術研發(fā)，培育量子通信等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，搶占量子科技國際競爭制高點，構筑發(fā)展新優(yōu)勢。
“可預見的未來，中國量子計算領域必將有大量政策、資金和人才的供給，整個行業(yè)也可見的將有加速發(fā)展?！倍懦硎尽?/p>
量子計算能否破解區(qū)塊鏈密碼？
量子計算如此厲害，區(qū)塊鏈技術是否還能夠保障用戶密碼安全？這也成了行業(yè)內外備受關注的話題。
“在我們的有生之年，量子計算只能用于解決特定問題，是不能取代通用計算機的。量子計算機目前離商業(yè)化還有非常遠的距離，現(xiàn)在的一些進展（包括九章在內）都是在實驗室環(huán)境下專門設計的一些問題，在不計成本的前提下比通用計算機有優(yōu)勢，但要解決一些實用問題（例如大家關注的破解密碼）還需要從現(xiàn)在的幾十比特提升很多（例如上千比特），而每提升一個比特都是非常艱難的，更別說物理比特和邏輯比特還有質的差異?！眹H密碼學應用科學家、YottaChain分布式存儲公鏈創(chuàng)始人**臨向《鏈新》表示。
“先不說量子計算離商業(yè)化還有非常遙遠的距離，而且量子計算能破解的密碼種類也是有限的?！?*臨認為，公眾之所以對量子計算破解密碼有較深的印象，主要是因為最廣泛使用的RSA密碼是非常適合用量子計算來破解的。
“但在我們密碼行業(yè)，RSA早就被當成是不可靠的密碼算法，真正專業(yè)的人是不會選用RSA算法的，例如我至少在20年前就不再使用RSA了，BTC、ETH、EOS、YottaChain等主流區(qū)塊鏈也都不用RSA?！?/p>
**臨認為，目前科學家所發(fā)明的量子算法對破解主流區(qū)塊鏈使用的密碼算法（例如AES、ECC）威脅不大，所以在可以預期的將來，量子計算對區(qū)塊鏈并不構成威脅?！胺吹故倾y行業(yè)普遍使用RSA算法，所以大家如果對量子計算破解密碼的能力有杞人之憂的話，不妨把錢從銀行取出來，存到區(qū)塊鏈上更為安全?！?/p>
**臨認為，量子計算對區(qū)塊鏈最有可能的影響是在Hash計算上，也就是挖礦用的算法?！翱赡軒淼挠绊懢褪墙窈笥昧孔佑嬎銠C來挖礦了，代替現(xiàn)在用的ASIC芯片挖礦?！?/p>
“如果放在很長遠（例如100年）的時間刻度上看，量子計算對區(qū)塊鏈所使用的一些密碼算法是有實際威脅的，一些新的區(qū)塊鏈項目就可能未雨綢繆，提前改用抗量子的密碼算法。對于已有的區(qū)塊鏈項目，尤其是當前的主流區(qū)塊鏈項目，也是可以通過更換密碼算法的方式來實現(xiàn)抗量子攻擊。當然，更換密碼算法是很浩大的工程，前后研發(fā)測試切換需要花費的時間也很長，但應該比以太坊升級到ETH2.0要短。”**臨表示。
鄒均認為，目前存在公認的兩個算**對區(qū)塊鏈產(chǎn)生影響：一個是破局公鑰系統(tǒng)的Shor算法，該算法能對基于大整數(shù)質數(shù)因子分解難題（RSA)算法，或者基于橢圓曲線的對數(shù)分解難題（ECC)算法有指數(shù)級加速，也就是說，Shor算法能將經(jīng)典算法的指數(shù)級復雜性降低到多項式時間復雜度，從而破解公鑰系統(tǒng)。另一個是Grover算法，該算法能將經(jīng)典搜索算法降低一個開平方根的層度。“對區(qū)塊鏈來說，將來通用量子計算機實現(xiàn)商業(yè)化，公鑰系統(tǒng)必須升級成抗量子的密碼學算法?！?/p>
鄒均認為，公鑰系統(tǒng)被Shor算法破解，使得安全界失去了一個密鑰分發(fā)的安全保障，動搖了整個社會安全技術的根基，也從一個側面方推動了量子秘鑰分發(fā)技術的出現(xiàn)?！澳壳?，基于誘騙態(tài)BB84算法的量子秘鑰分發(fā)技術已經(jīng)走向商用，未來更安全的基于量子糾纏進行量子秘鑰分發(fā)的技術也已出現(xiàn)?？梢灶A見，量子通信中的量子秘鑰分發(fā)將是未來構建安全體系的一個重要部分。”
“量子計算的商用實現(xiàn)還要15至20年的時間，屆時區(qū)塊鏈技術的發(fā)展顯然不會是今天我們所能想象的。基于時間戳的DLT，也許會大幅度改成DAG的數(shù)據(jù)庫形態(tài)，或是新范式的數(shù)據(jù)結構體系。并且密碼學的演進也會進一步的完善優(yōu)化，并不會單純到只憑著解RSA之類的數(shù)學解的密碼算法?！蓖踉廊A認為，量子計算并不會直接沖擊區(qū)塊鏈技術的發(fā)展，隨著各種技術的演進，彼此之間會互相影響融合。
王岳華認為，量子計算雖然有巨大的計算力，比起通用計算機能夠在相對較短的時間破解密碼（如RSA密碼），但是密碼學也不是原地不動。例如，通過量子通信協(xié)議BB84，只要密鑰有被黑客竊取可能，接收方就會得知，從而放棄原有的密碼，采用另一組密碼?！皡^(qū)塊鏈的加密機制在未來也可以采用量子加密通信，這樣一來，量子計算也無法攻克區(qū)塊鏈的密碼機制?！?/p>
杜超認為，量子計算未來將會是人類重要的生產(chǎn)力組成，而區(qū)塊鏈技術，可以理解成是“生產(chǎn)關系”，因此，這兩個技術本身應當是相輔相成的；隨著量子技術的發(fā)展，相信區(qū)塊鏈技術也將有相對應的發(fā)展和變化，如加密算法、量子礦機等等。
“量子計算概念出現(xiàn)比較早，涉及很多物理數(shù)學計算方面的理論創(chuàng)新，比較難以理解；區(qū)塊鏈概念出現(xiàn)比較晚，是一種技術融合創(chuàng)新，相對容易理解。兩者是不同的技術，但是也存在一些關聯(lián)關系。比如量子態(tài)不可復制、不可克隆的性質，在區(qū)塊鏈上也是比較需要的?！编u均認為，量子計算為區(qū)塊鏈帶來改進的可能：未知量子態(tài)不可克隆性可能對區(qū)塊鏈上資產(chǎn)的保護有所幫助，量子隱形傳態(tài)可能對區(qū)塊鏈上的價值傳遞有所幫助。
鄒均介紹，量子通信利用量子疊加態(tài)或量子糾纏效應等技術進行信息或密鑰傳輸，基于量子力學原理保證傳輸安全性，量子通信主要主要分為量子隱形傳態(tài)和量子密鑰分發(fā)兩類。量子密鑰分發(fā)基于量子力學原理保證密鑰分發(fā)的安全性，是首個從實驗室走向實際應用的量子通信技術分支。
通過在結合經(jīng)典通信信道和量子秘鑰分發(fā)信道可以實現(xiàn)量子密鑰分發(fā)和信息加密傳輸，可以提升網(wǎng)絡信息安全保障能力。量子隱形傳態(tài)在經(jīng)典通信輔助之下，可以實現(xiàn)任意未知量子態(tài)信息的傳輸。量子隱形傳態(tài)與量子計算融合形成量子信息網(wǎng)絡，是未來量子信息技術的重要發(fā)展方向之一。
杜超認為，就目前而言，“九章”對區(qū)塊鏈行業(yè)不會產(chǎn)生實質性的影響，一方面因為目前的量子計算機仍是專項計算，另外一方面計算力也暫時不足以影響以比特幣為主的數(shù)字加密行業(yè)。
杜超認為，未來“九章”對區(qū)塊鏈可能帶來一些挑戰(zhàn)：區(qū)塊鏈技術需要有加密算法作為基礎，而當量子計算的計算能力超過現(xiàn)有加密算法所需的算力極值的時候，就可能會出現(xiàn)加密算法被破解的風險；另外，在可預見的未來，量子計算對于PoW為主的區(qū)塊鏈算力，可能會有一定的沖擊。
“未來，區(qū)塊鏈技術想要應對量子計算的話，加密技術領域確實亟待有進一步的發(fā)展。在算力方面，量子算力也會成為PoW算力的一部分。量子計算和AI的快速發(fā)展和融合，也可能會額外對區(qū)塊鏈行業(yè)產(chǎn)生較大的影響和風險?！倍懦硎?。
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