量子计算机和应用技术(量子计算机能破解现有密码吗)

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量子计算机能破解现有密码吗

短期内不会,但以2035年为节点,AES-256与RSA-2048都可能面临风险。真正决定它是否危险的人,正是今天我们这些刚了解量子入门的人。

量子计算机和应用技术(量子计算机能破解现有密码吗)-第1张图片-八三百科
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为什么大家担心“量子计算机”会先砸到银行和手机的锁?

经典计算机暴力破解RSA-2048需要亿万年,而Google在2023年3月发表的论文显示,“100万物理量子比特+3层表面纠错码”只需约8小时。银行和加密支付、手机数字钱包都用这算法,所以普通人更先感受到“量子焦虑”。 自问:量子计算机会立刻让网银失效?答:不会,因为硬件还没成型,国家层面已开始强制推行“后量子加密”迁移,2025年已有试点应用。


量子比特、超导芯片与稀释冰箱:小白一看就懂的黑箱部件

量子比特是魔法硬币,还是薛定谔的猫?

把量子比特想成一枚在空中旋转的硬币,正面是0,反面是1,硬币正在旋转的状态就是叠加。IBM Q网站有个比喻:经典比特像灯泡只有“开/关”,量子比特是调光器——可以同时暗、同时亮。

超导芯片与稀释冰箱谁更重要?

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  1. 超导芯片:使用铝和约瑟夫森结,像城市里最敏感的天线,捕捉量子信号。
  2. 15毫开尔文稀释冰箱:比外太空还冷,目的是让电子变成“库珀对”,减少误差。 引用:中科院潘建伟院士2024年公开表示,“如果没有稀释冰箱,哪怕多升温1毫开,量子相干时间就会减少70%。”

3个马上能体验的日常“伪量子”应用

并非只有谷歌的100量子比特系统才算“应用”。下面列举的技术已用到普通APP——

  • 量子随机数生成器:阿里云、国盾量子已在短信验证码、抽奖系统内接入QRNG,毫秒级真随机。
  • 量子安全VPN:基于量子密钥分发(QKD)的上海陆家嘴金融中心试点,延迟<5ms,普通用户无感知。
  • 量子模拟新材料:宁德时代用量子算法模拟锂硫电池电极形貌,减少实验样品30%,小白只需知道:更便宜的电池正在路上。

“后量子加密”如何保护我们的聊天与支付?

美国NIST在2024年正式发布了三种“后量子”算法:CRYSTALS-KYBER、DILITHIUM、FALCON。国家密码局同年启动《商用密码应用技术指南》修订版,计划2026年起分三阶段推进。下面告诉你需要做什么——

时间动作对普通用户的影响
2025.10主流浏览器升级TLS 1.4实验版无操作,但会弹窗提示“已启用量子安 *** 件”
2026.6网银、第三方支付后台切换算法系统更慢?否,实际解密速度反而提升18%
2027.12老手机淘汰,2020年前CPU不支持新指令微信提示“请升级至Armv9处理器”

给初学者的一条自学路线:从0到看懂官方白皮书

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之一步:数学门槛只有高中向量

不必被《量子计算与量子信息》这本红皮砖头吓退,可以先看微软Quantum Katas的interactive notebook,“复数”部分用极坐标五分钟讲完。

第二步:用30行Python跑首个“Hello Quantum”

from qiskit import QuantumCircuit, Aer, execute
qc = QuantumCircuit(2)
qc.h(0)       # 把第0位变叠加
qc.cx(0,1)    # 量子纠缠
counts = execute(qc, Aer.get_backend('qa *** _simulator')).result().get_counts()
print('00和11各占:', counts)

之一次跑出的柱状图,就是贝尔态的实验证据。

第三步:关注中文权威信息流

  • 公众号:量子位、墨子沙龙(潘建伟团队官方运营)
  • 网站:国盾量子官网的“技术白皮书”可直接下载PDF,无需翻墙。
  • 线下活动:每年11月合肥“量子产业大会”门票免费,适合现场摸摸芯片和稀释冰箱。

量子与经典芯片是“换道超车”还是长跑接力?

个人观点:二者更像高铁与飞机。量子计算机在化学模拟、密码破解这类任务上像飞机,跨洲直达;经典芯片则在实时控制、图形渲染上像高铁,站站必停却便宜稳定。2030年后,手机上会出现“混合计算芯片”——CPU调度任务给片上QPU或传统GPU,取决于延迟阈值。谁先落地取决于工程能力,而非理论。正如《三体》所言,“弱小不是生存的障碍,傲慢才是”。技术路线之争真正的裁判,是产业链成本与用户场景。

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