量子计算机能破解密码吗

能，但只有在具备数千逻辑量子比特的容错机上才可能威胁当前RSA。

先解决最焦虑的问题：量子机会让银行卡密码一夜失效吗？

“世上最神秘的东西，是那些看得见却不能理解的事物。”——《时间简史》

不会立即失效。银行用的AES和RSA密钥长度都在2048位以上，今天更先进的IBM量子芯片仅有1000物理量子比特，远未到破解量级。但2023年NIST已经公布之一批抗量子加密算法，留给我们的时间不多了。

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量子计算到底在算什么？

经典电脑用0或1，量子比特却能同时处于叠加态；
• 1个量子比特：2种状态并行
• 300个量子比特：2^300种状态，宇宙中原子总数都装不下
• 关键：只有在“测量”那一刻，所有可能的平行宇宙坍缩成一个答案
这并非玄学，而是由薛定谔方程严格描述的干涉现象。

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谷歌的“量子霸权”实验告诉我们什么

2019年，谷歌Sycamore用53个量子比特在200秒内完成一个随机采样任务，而谷歌估算经典超算需要1万年。我当时的感想是：“经典与量子的差距并非在加法，而在特定结构里指数级放大的概率振幅”。
值得注意的细节：
• 那项任务对日常生活毫无用处
• 中国“九章”光量子原型机用光子路线在2020年重现了相似结果——路线不同，却同样说明了量子加速真实存在

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量子纠错的“水磨功夫”

物理量子比特极脆弱，温度必须低于10mK，任何微振动都会坍缩。
解决问题思路是“冗余”：

1. 用成百上千个物理比特“保护”一个逻辑比特
2. IBM提出表面码：1000物理→1逻辑，代价极高
3. 目前记录：2024年Quantinuum靠32逻辑比特完成0.2%错误率的纠缠门
   引用MIT量子工程中心主任：
   “我们不是在造更快的电脑，而是在造更不易出错的宇宙。”

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对普通人来说，量子技术更先落地的三大场景

1 新药筛选

罗氏与Cambridge Quantum Computing合作，把分子轨道计算时间从数周缩到几小时。未来的胰岛素类似物或抗癌靶向分子，或许不再靠亿次试管试错，而是用量子模拟找到正确构象。

2 交通优化

北京、深圳已用D-Wave退火机做早高峰信号灯配时实验，让平均等待时间下降15%。虽然背后依旧是经典-量子混合算法，但省下来的每1分钟，对大城市就是上百万升汽油减排。

3 抗量子加密升级

Windows 11 2024春季更新已内嵌Kyber算法。作为用户，你只要：
• 确保TLS 1.3开启
• 留意浏览器地址栏的“pq”标志
安全习惯不变，底层钥匙换了材质——就像把铜钥匙换成钛合金，重量不变却难以撬开。

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小白想入门，资源清单+实操路线

资源：
• IBM Quantum Composer（浏览器拖拽门电路，真机排队免费）
• Nielsen & Chuang《量子计算与量子信息》前3章
• B站官方账号“量客”，15分钟学会Bell态制备
步骤：

1. 在IBM Lab注册账号
2. 跑通“Hello, Quantum”——让3量子比特输出000+111叠加
3. 把Qiskit代码拷到Jupyter Notebook
4. 调参增加测量次数，肉眼观察干涉条纹
   跑出来的锯齿图形，就是《三体》里汪淼看到的“幽灵倒计时”的科学版本。

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量子迷雾里的三条个人箴言

之一，别被“并行宇宙”营销吓住。真正需要关注的不是物理哲学，而是“多少门保真度>99.9%的纠缠门可以被我调用”。

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第二，量子并非碾压经典，而是互补。天气预报中的流体力学用经典机算得更快，但求解氨分子的共振频率却只能用费曼设想的量子模拟器。

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第三，技术成熟往往滞后预期，却快于法规。2030年可能只有10台容错量子机，然而之一台破解RSA的机器大概率掌握在国家级实验室——个体能做的，是提前为数据换锁，而非锁门之后才发现钥匙已被复制。