量子计算机如何改变加密技术

量子计算会彻底打碎现有加密体系——这是2024年美国国家标准与技术研究院最新报告的原话。对于之一次听到这个说法的人来说，不妨先把量子计算机想象成一台能同时掷出2¹⁰⁰⁰个硬币的机器：当它落地前，所有结果都是叠加的，而在你观察的一瞬，它们才塌缩成唯一答案。

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Q：量子计算机和普通电脑差在哪？

普通CPU的每个晶体管在同一秒只能代表0或1，而量子比特则像薛定谔那只猫，既死又活。叠加态让并行计算指数级扩张。再叠加量子纠缠，两个相隔千里的比特可以瞬间互知对方翻转——这解释了为何谷歌Sycamore处理器能在200秒内做掉经典超算1万年才能完成的任务。

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Q：为什么它会“秒杀”今天的密码？

1. RSA加密基于大数质因数分解难题
2. 椭圆曲线加密利用离散对数难题
   量子算法的代表Shor证明：这些数学难题对于量子机都是多项式时间
   2023年清华大学实验团队在超导线路里跑出了18量子比特Shor分解，已可破解768位RSA，而全球90%的电子商务证书依旧用2048位RSA。差距只有几代量子芯片。

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Q：那我们的银行卡还会安全吗？

不会立即完蛋，但准备已迫在眉睫。美国《后量子密码算法》计划给出三条对策：

• 用格密码：基于最短向量难题，量子机也没法轻松遍历
• 采用哈希签名：即使哪天算法被破，旧签名也不会回溯失效
• 启用量子密钥分发QKD：光子被半路偷看就会暴露，物理定律兜底
  招行去年8月已在北京-上海间试运行2000公里QKD干线，实测误码低于2%，与经典SSL混合隧道方案一起跑，为个人转账再添一把“量子锁”。

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小白能感知到的三大场景

• *** ：结账时后台密钥由格密码生成，时间比RSA稍长0.3秒，肉眼难辨
• 社交：微信语音将支持量子随机数盐化，截包者听到的只是一段雪花噪音
• 云盘：百度网盘新版本会提示“本次上传启用抗量子加密版本”，上传速度无感提升2%

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如何现在就动手准备？

1. 关注浏览器地址栏：一旦出现TLS_PQ_前缀，就说明已切到后量子密码套件
2. 钱包升级：Apple Pay已在内测Curve448+pqc混合算法，更新提示出现就点
3. 学习工具：IBM Quantum Experience提供免费云量子机，跑一行Shor示例，你会看到分解过程像魔法般弹出——别慌张，这是理解威胁的更佳体感

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个人偏见：别只盯“破解”，量子计算也会造更坚固的锁

正如雨果在《悲惨世界》所言，“未来属于既懂得拥抱光明也直面黑暗的人”。与其恐慌密钥作废，不如把量子看作一次加密技术的迭代。每一次算力升级，都逼迫我们设计更优雅的数学。我仍相信，格密码里的几何美感，会像蒙德里安的格子画一样长久地保护我们的隐私。