量子霸權(quán)

2012年，加州理工學(xué)院物理學(xué)家約翰·普雷斯基爾首次提出“量子霸權(quán)”這一說法，那時許多科學(xué)家都不認(rèn)同。他們認(rèn)為，量子計算機(jī)想要超越數(shù)字計算機(jī)還有很長的路要走，短則幾十年，長則可能幾個世紀(jì)。畢竟，在單個原子而不是在硅片上完成計算，在科學(xué)家看來技術(shù)上是極難實現(xiàn)的。哪怕是最輕微的振動或噪聲都會擾亂量子計算機(jī)中原子的精細(xì)工作。但截至目前，一系列關(guān)于量子霸權(quán)的驚人聲明，都粉碎了當(dāng)年反對者的悲觀預(yù)測。當(dāng)下，人們只關(guān)注這個領(lǐng)域到底發(fā)展到了哪里，而不再懷疑它是否有發(fā)展的潛力。

該領(lǐng)域中不斷發(fā)布的卓越成就引起了廣泛的關(guān)注和震動，甚至驚動了各國政界以及絕密情報機(jī)構(gòu)。一些告密者提供的資料表明，美國中央情報局和美國國家安全局都在密切關(guān)注該領(lǐng)域的發(fā)展。這是因為量子計算機(jī)的功能非常強(qiáng)大，原則上，成熟的量子計算機(jī)可以破解所有已知的網(wǎng)絡(luò)代碼。這就意味著，政府精心保護(hù)的秘密，即便是視若珍寶的極端敏感信息，也都非常容易受到攻擊，企業(yè)或個人的機(jī)密就更不用說了。意識到情況的緊迫性之后，負(fù)責(zé)制定國家政策和標(biāo)準(zhǔn)的美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）最近發(fā)布了指導(dǎo)方針，主動幫助大公司和機(jī)構(gòu)制訂計劃，使它們能夠更平穩(wěn)地過渡到這個可能無法避免的新時代。美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院宣稱，預(yù)計到2029年，量子計算機(jī)能破解128位AES（高級加密標(biāo)準(zhǔn)）加密，而這也是當(dāng)前許多公司正在使用的加密算法。

在《福布斯》雜志上，阿里·埃爾·卡法拉尼撰文指出：“對任何需要保護(hù)敏感信息的機(jī)構(gòu)而言，這都是一個令人望而生畏的前景。”[8]

中國已經(jīng)在量子信息科學(xué)國家實驗室投入了100億美元，目標(biāo)就是成為這一至關(guān)重要、快速發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。各國花費數(shù)百億美元甚至更多，來小心翼翼地保護(hù)這些密碼。有了量子計算機(jī)之后，黑客就有能力闖入地球上任何一臺數(shù)字計算機(jī)，從而擾亂工業(yè)運轉(zhuǎn)甚至軍事行動。所有敏感信息都將有機(jī)會被提供給出價最高的人。而一旦量子計算機(jī)闖入華爾街的密室，則可能引發(fā)金融市場動蕩。當(dāng)然，量子計算機(jī)還可能解鎖區(qū)塊鏈，嚴(yán)重破壞比特幣市場。據(jù)德勤的估計，大約25%的比特幣有可能受到量子計算機(jī)的黑客攻擊。

數(shù)據(jù)軟件信息技術(shù)公司CB Insights在一份報告中總結(jié)：“那些運行區(qū)塊鏈項目的人可能正密切關(guān)注量子計算的每一個進(jìn)步。”[9]

因此，與數(shù)字技術(shù)緊密相連的經(jīng)濟(jì)世界實際上正處于危險之中。華爾街的銀行會使用數(shù)字計算機(jī)來跟蹤數(shù)十億美元大體量的交易。工程師則用數(shù)字計算機(jī)設(shè)計著摩天大樓、橋梁和火箭。藝術(shù)家也在通過數(shù)字計算機(jī)來完成好萊塢大片的動畫制作。制藥公司會使用數(shù)字計算機(jī)來開發(fā)下一種特效藥。孩子也通過使用數(shù)字計算機(jī)，和朋友一起玩最新的電子游戲。至關(guān)重要的是，如今我們嚴(yán)重依賴手機(jī)來獲取朋友、同事和親人發(fā)來的即時消息，恐怕大家都有過因找不到手機(jī)而陷入恐慌的經(jīng)歷。事實上，當(dāng)前人類的生活很難不依賴數(shù)字計算機(jī)。人類是如此依賴數(shù)字計算機(jī)，以至于如果世界上所有的數(shù)字計算機(jī)突然停止工作了，那么人類文明也就陷入混亂了。這也是為什么科學(xué)家如此密切地關(guān)注量子計算機(jī)發(fā)展。