在衆多(duō)威脅中，我們究竟準備防禦哪 ‍×&些(xiē)？

技(jì)術(shù)專家(jiā)、數(shù)學家(jiā)和(hé☆®)信息保障專業(yè)人(rén)士通(tō ≈ng)常已經很(hěn)好(hǎo)地(dì)适應了(↕±€ le)技(jì)術(shù)領域的(de)變化(huà)。西(∑♥xī)方安全機(jī)構通(tōng)過截獲從(cóng)電(diàn♠>±₹)離(lí)層反射的(de)無線電(diàn)信号并 ≤分(fēn)析其攜帶的(de)信息，試圖了(le)解對(d§★λγuì)手的(de)行(xíng)動。美(měi)國(guó)國(gu↑α ó)安局啓動了(le)波特率信号升級計(j≥♣±ì)劃，交付了(le)一(yī)台超級計(j←βì)算(suàn)機(jī)，用(yòng)于将加密信息與↑‌↕錯(cuò)誤傳輸的(de)純文(wén)本元素ε→進行(xíng)比較，使國(guó)安局能(néng)夠破解★©↔&蘇聯的(de)許多(duō)高(gāo)級密碼。一(yī)次又(λ↓←÷yòu)一(yī)次，我們的(de)創新保證Ωδ↔ 了(le)我們的(de)安全，但(dàn)隻有(yǒu& )在我們準備應對(duì)威脅的(de)時(sh≠"®í)候。自(zì)20世紀初開(kāi)始 ∞≠♣探索的(de)量子(zǐ)信息理(lǐ)論帶來(lái)了(le)一(y★$ī)個(gè)令人(rén)興奮但(dàn)又(yòu)危險的(de)新前景：≤€δ£解決計(jì)算(suàn)問(wèn)題的(de)新量 €子(zǐ)算(suàn)法迄今為(wèi)止已被證明(míng)是∞&♦Ω(shì)經典計(jì)算(suàn)機(jī)難以解決的(de)‌∏‌問(wèn)題，或者至少(shǎo)在一(yī)個(gè)有(y★≥φǒu)用(yòng)的(de)時(shí)期內(nèi)是(s™≤hì)無法實現(xiàn)的(de)。其中一(yī)♣±α個(gè)問(wèn)題是(shì)打破了(le)先進δ ✔λ的(de)加密标準，這(zhè)是(shì)現(xiàn)代數(γ±shù)據加密的(de)關鍵支柱。

一(yī)個(gè)由谷歌(gē)和(hé)瑞典皇∞→家(jiā)理(lǐ)工(gōng)學院的(de)λ€工(gōng)程師(shī)組成的(de →λ)聯合研究小(xiǎo)組發表了(le)一(yī)份研究報(bào)告，理(¥✘γ<lǐ)論上(shàng)說(shuō)，2®$→♦048位的(de)鑰匙在8小(xiǎo)時(shí)內(nèi)就(jiù)±λ↕斷開(kāi)了(le)，這(zhè)将花(huā)費÷ ∞£(fèi)今天的(de)經典計(jì)算(suàn)機(jī​©λ)超過3萬億年(nián)的(de)時(shí)間(jiān)。¥™ 抓住了(le)嗎(ma)？這(zhè)個(gè)理(lǐ)論需要(yào)20'×00萬個(gè)量子(zǐ)計(jì)算(suàn)機(jī)，而現α€≈(xiàn)存的(de)最大(dà)的(de)☆↑€Ω量子(zǐ)計(jì)算(suàn)機(jī)隻有(y€♣£ǒu)65個(gè)量子(zǐ)計(jì)算(₹±πsuàn)機(jī)。他(tā)們的(de)研究和(h♠$•é)許多(duō)類似的(de)研究告訴我們，量子(zǐ)技(jì≈γ♣>)術(shù)将對(duì)我們的(de)關鍵系統的(♥★de)安全構成計(jì)算(suàn)史上(sγ₹hàng)最大(dà)的(de)威脅。它甚至可(kě)能(✔☆ néng)在未來(lái)的(de)中對(duì)我們有©₩(yǒu)用(yòng)。然而，量子(zǐ)計(jì)算(suàn)機₽♠(jī)将需要(yào)比現(xiàn)在更多(duō)的(de€&ε)處理(lǐ)能(néng)力，如(rú÷☆)果要(yào)用(yòng)于網絡空(kōng)間(j£π& iān)操作(zuò)，則需要(yào)更低(dī)•<的(de)錯(cuò)誤率。為(wèi)了(le)迎接這(zhè)一(y♣ ≈∞ī)挑戰，世界各地(dì)的(de)機(jī)構都(dōu)在争相('←∑βxiàng)開(kāi)發能(néng)夠實現(xiàn)這(z©β↕hè)一(yī)有(yǒu)希望的(de)理(lǐ)論的(de)₽®₽★量子(zǐ)計(jì)算(suàn)機(jī)。

美(měi)國(guó)國(guó)家(jiā∑₽₽✘)标準與技(jì)術(shù)研究所目前正在評估60多(duō)種用←'∏(yòng)于後量子(zǐ)加密、量子(zǐ)密鑰分(fēn)發和(hé)其÷σ×"他(tā)安全應用(yòng)的(de)方法。✔£早期迹象表明(míng)，量子(zǐ)技(jì)術(shù)将提供一πβ(yī)種探測、防禦，甚至報(bào)複未來(láα§δi)各種威脅的(de)能(néng)力。除了(le)安全性，大(dà)多(d©₽&uō)數(shù)人(rén)都(dōu)明(míng)白(‍÷ Ωbái)量子(zǐ)計(jì)算(suàn)有(∞♥yǒu)巨大(dà)的(de)潛力，在科(k σē)學和(hé)醫(yī)學研究領域的(de)應用(yò♣•>ng)很(hěn)容易想象。然而，這(zhè)αεα種巨大(dà)的(de)計(jì)算(suà> φn)能(néng)力也(yě)可(kě)能(nΩ​éng)被用(yòng)來(lái)破壞我們國(guó)家÷ε(jiā)如(rú)此嚴重依賴的(de)經典計(jì)算(suàn&§)機(jī)系統。

量子(zǐ)計(jì)算(suàn)的(de)好(hǎo)處：為(w∑ $✔èi)未來(lái)做(zuò)準備

我們如(rú)何才能(néng)在防範對(duì)手惡 > ∑意使用(yòng)量子(zǐ)計(jì)算(suàn)的(de)同時(s∏€hí)，為(wèi)量子(zǐ)計(jì)算(suàn)的(de)好(h♦‍₩σǎo)處做(zuò)好(hǎo)準備？例如(rú)δ≥♥←，衆所周知(zhī)，盡管MD5和(hé)SHA1>>已經貶值了(le)近(jìn)十年(nián)，但(dàn)它們仍然廣泛地♠§★>(dì)部署在計(jì)算(suàn)機(jī× ♠)系統中。同樣，我們的(de)關鍵基礎設施充斥著(zhe)單點故障和(h✘÷é)過時(shí)的(de)技(jì)術(shù)£ 。量子(zǐ)技(jì)術(shù)無法解決這$€(zhè)些(xiē)問(wèn)題，它±∞們将被我們對(duì)手的(de)量子(zǐ)計(jλα'&ì)算(suàn)機(jī)所利用(yòng)σ‍×₽。對(duì)于那(nà)些(xiē)沒有(yǒu)參與量子(zǐ)計≠σ (jì)算(suàn)機(jī)開(kāi)發的(de)組織來(lái)說ε✔"(shuō)，準備行(xíng)動是(shì)明(míng)确的(d★♠φe)。我們必須緊急克服無法保證現(xiàn)有(yǒu)計(jì)算(suà↔♠✔n)機(jī)安全的(de)問(wèn)題；如(rú)果我σλ↔們今天不(bù)能(néng)打破對(duì)遺留技(jìπΩ•↑)術(shù)和(hé)糟糕管理(lǐ)實踐的(de)依賴，未來(lái)的(♠₽∞↔de)量子(zǐ)計(jì)算(suàn)機(jī)将毫無用™λ(yòng)處。随著(zhe)量子(zǐ)計(jì)算(suàn)‍&₹π技(jì)術(shù)的(de)進步，我們必‍•須在那(nà)些(xiē)想傷害我們的(de)∏♠‌人(rén)采用(yòng)新技(jì)術(shù)之前，利用(yòng¶β<↕)新技(jì)術(shù)，保持在對(duì)手面前。問(wèn)題是(sh₽γ↔♣ì)：量子(zǐ)計(jì)算(suàn)究竟有(yǒu)什 <(shén)麽好(hǎo)處？這(zhè)是(shì)一(y'σπ≥ī)個(gè)沒有(yǒu)好(hǎo)回答(dá)的(de)好(hǎ↕βo)問(wèn)題。量子(zǐ)計(jì)算(suàn)對(du&≠↑ì)于任何現(xiàn)實世界的(de)應用(®βyòng)來(lái)說(shuō)都(dōu)太不(bù)成熟了(le)，我₽©©們也(yě)看(kàn)不(bù)到(dào)它的(de)理(lǐ)論✔‍αΩ所承諾的(de)好(hǎo)處。不(bù)過，我們可(kě)以做>§→≥(zuò)出一(yī)些(xiē)有(yǒu)根據的(de≈‍)猜測。

康奈爾大(dà)學應用(yòng)與工(gōng)程物(wù)理(lǐ)系$"的(de)PeterMcMahon寫了(le)量子(♠©≤♠zǐ)計(jì)算(suàn)能(néng)力，“我們試 ↕™圖找到(dào)一(yī)些(xiē)有(yǒu)用(yòng)的("π↔≤de)東(dōng)西(xī)，我們可(kě)以用(yòng)©ε≥✔一(yī)個(gè)短(duǎn)期量子(zǐ)計(jì)算(suàn)機↔★(jī)來(lái)回答(dá)量子(zǐ)引力問(wèn)題，©≠₹或者更一(yī)般地(dì)說(shuō)，高(gāo)能(néng)±‌物(wù)理(lǐ)學，這(zhè)是(shì)無法回答(dá)的(de)，•★例如(rú)，我們能(néng)在量子(zǐ)π×計(jì)算(suàn)機(jī)上(shàng)模拟黑(≈"↕→hēi)洞的(de)模型嗎(ma)？那(nà)有(yǒ  u)用(yòng)嗎(ma)？我們不(bù)知(zσ'&Ωhī)道(dào)是(shì)否能(n駧 δng)找到(dào)什(shén)麽，但(dàn)嘗試起來(lái)很(hě→≈γ€n)有(yǒu)意思。”
我認為(wèi)麥克馬洪的(de)評論完美(měi)地(dì)抓住了(le)≈γ₽₹圍繞量子(zǐ)技(jì)術(shù)的(de)奇Ω☆迹和(hé)好(hǎo)奇心；我們不(bù)知(zhī)道(dào)，具  ∑δ體(tǐ)來(lái)說(shuō)，它的(de)應用(yòng)φ•€将是(shì)什(shén)麽，但(dàn)可(kě)能(néng)性是(™↓ shì)令人(rén)興奮的(de)。舉個(gè)例子(zǐ)，網絡∞±•✔防禦者每天面臨的(de)一(yī)個(gè‍$λ>)問(wèn)題：監控數(shù)據進出主要(yào)依β↕ ✘賴于線性模式匹配。傳統的(de)計(jì)算(suà&∑₹n)機(jī)以線性形式處理(lǐ)這(zhè)<✘¶'些(xiē)模式，即一(yī)個(gè)₹©¶接一(yī)個(gè)地(dì)控制(zhì)每個(gè)模式，←₽γ而量子(zǐ)計(jì)算(suàn)機(jī)的(de)非線性處理(lǐ)$☆ 可(kě)以一(yī)次觀察和(hé)計(jì)算(suàn)所有(yǒu)的'§×(de)交通(tōng)模式，同時(shí)更新平台的(de)威≤λ  脅模型并引入新的(de)交通(tōng)控制(¥÷¶zhì)，無需人(rén)工(gōng)幹預。雖然所有(yǒu)量子(zǐ)效π π₽益隻是(shì)在技(jì)術(shù)發展的(de)現(xiàn)階段理('€lǐ)論化(huà)的(de)，但(dàn§₩λ↕)智能(néng)組織将在未來(lái)幾年(nián)調整其戰 €略，以考慮量子(zǐ)未來(lái)。