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(ji✔→♥γā)和(hé)信息保障專業(yè)人(rén)士通(tōng)常已經很(££ε€hěn)好(hǎo)地(dì)适應了(le)技(jì)術(s∏βhù)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↓φuì)手的(de)行(xíng)動。美(≥δměi)國(guó)國(guó)安局啓動了(le)波特¥‍∏率信号升級計(jì)劃，交付了(le)一(yī)台超級計(jì)★♠算(suàn)機(jī)，用(yòng)于将加密信息與錯(cuò'÷↓ )誤傳輸的(de)純文(wén)本元素進行(xíng)比÷←較，使國(guó)安局能(néng)夠破解蘇聯的(de)許±ε¥©多(duō)高(gāo)級密碼。一(yī)次又(yòu)一(yī)次♣©♥γ，我們的(de)創新保證了(le)我們的(de)安全<☆'φ，但(dàn)隻有(yǒu)在我們準備應對(duì®')威脅的(de)時(shí)候。自(zì)2¥÷0世紀初開(kāi)始探索的(de)量子(zǐ)信息理(lǐ λ )論帶來(lái)了(le)一(yī)個(gè)令人(rén)興奮±>Ω但(dàn)又(yòu)危險的(de)新前景：解決計(jì)算(suàn)問(& Ωwèn)題的(de)新量子(zǐ)算(suàn)法迄今為(wèi)止已被π♣證明(míng)是(shì)經典計(jì)算(suàn)機(jī)難以解決的 ×β(de)問(wèn)題，或者至少(shǎo)在Ω€≠一(yī)個(gè)有(yǒu)用(yòng)的(de) ±✔∑時(shí)期內(nèi)是(shì)無法¶Ω‍實現(xiàn)的(de)。其中一(yī)個(ε•♣₽gè)問(wèn)題是(shì)打破了(le)先進的(de)加密标準，這‍‍(zhè)是(shì)現(xiàn)代數(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)工≠↑(gōng)程師(shī)組成的(de)聯合研究小(xiǎo)組發 ♠→'表了(le)一(yī)份研究報(bào)告，理(lǐ)論上(shàng§↑)說(shuō)，2048位的(de)鑰匙在8小(xiǎo)時(shí♠♣)內(nèi)就(jiù)斷開(kāi)了(le)，這(zhè)将≈≠‍δ花(huā)費(fèi)今天的(de)經典計(jì)算(suàn)機δ> ×(jī)超過3萬億年(nián)的(de)時(shí)間(♦π‍Ωjiān)。抓住了(le)嗎(ma)？這(•±☆zhè)個(gè)理(lǐ)論需要(yào)2000萬個(gè)量子(zǐ)© 計(jì)算(suàn)機(jī)，而現(xi÷≤♦<àn)存的(de)最大(dà)的(de)量子(zǐ)計↕∑π(jì)算(suàn)機(jī)隻有(yǒu)65個(gè)量子(zǐ)計(★♠© jì)算(suàn)機(jī)。他(tā)們的(de)研究和(hé)←Ω許多(duō)類似的(de)研究告訴我們，量子(¥★ zǐ)技(jì)術(shù)将對(duì)我們的(de) σ∑€關鍵系統的(de)安全構成計(jì)算(suà∞"‍n)史上(shàng)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(su→ €àn)機(jī)将需要(yào)比現(xiàn)在更多(duō)的(♦≈de)處理(lǐ)能(néng)力，如(rú)果要(¥™→λyào)用(yòng)于網絡空(kōng)間(jiān)操作(¥✔&zuò)，則需要(yào)更低(dī)的(de)錯(cuò¶¥✘σ)誤率。為(wèi)了(le)迎接這(zhè)一(yī)挑戰，世界γ≠≥各地(dì)的(de)機(jī)構都(dōu)在争相(xiàng)開(kāiΩ♥)發能(néng)夠實現(xiàn)這(zhè)一(yī)有(yǒu)希望≥★©¥的(de)理(lǐ)論的(de)量子(zǐ)計(jì ←α¶)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6¶​0多(duō)種用(yòng)于後量子(zǐ)加密、量"↕ 子(zǐ)密鑰分(fēn)發和(hé)其♦ ​↑他(tā)安全應用(yòng)的(de)方法。早期迹象表明(míng)，量子"×λ↓(zǐ)技(jì)術(shù)将提供一(yī♠γ)種探測、防禦，甚至報(bào)複未來(láiδ©✘)各種威脅的(de)能(néng)力。除了(le)安全性，大(dà)多(du≥✔Ωō)數(shù)人(rén)都(dōu)明(míng)白(bái)量子(∞¶₹<zǐ)計(jì)算(suàn)有(yǒu)巨大(dà)的(de)潛↓₽力，在科(kē)學和(hé)醫(yī)學研究領域的(de)應用(✘‍≤yòng)很(hěn)容易想象。然而，這(≤↑∑zhè)種巨大(dà)的(de)計(jì)算(suàn)能(néng)力也 ≤(yě)可(kě)能(néng)被用(yòng$←£')來(lái)破壞我們國(guó)家(jiā)如£₽π(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(wèi)未來(láε÷∑σi)做(zuò)準備

我們如(rú)何才能(néng)在防範對(‌♥ε≈duì)手惡意使用(yòng)量子(zǐ≥β>β)計(jì)算(suàn)的(de)同時(shí)，為(wèi§')量子(zǐ)計(jì)算(suàn)的(de)好(hǎo€φ←)處做(zuò)好(hǎo)準備？例如(rú)，衆所周知(∑φ→αzhī)，盡管MD5和(hé)SHA1已經貶值了(le©φ>)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α 樣，我們的(de)關鍵基礎設施充斥著(zhe)單點故障和(hé)過時(sh<♣$í)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 ♦Ω∏将被我們對(duì)手的(de)量子(z§¶π↓ǐ)計(jì)算(suàn)機(jī)所利用(yòng)。對✘& (duì)于那(nà)些(xiē)沒有(yǒu)參與量子(zǐ)計(jì)算(∑&suàn)機(jī)開(kāi)發的(d→↓αe)組織來(lái)說(shuō)，準備行(xíng)動是(shì)明(mí→≤δ£ng)确的(de)。我們必須緊急克服無法保證現(xiànλΩλ∞)有(yǒu)計(jì)算(suàn)機(jī)安全的(de)問(wè∑€‌n)題；如(rú)果我們今天不(bù)能(néng)打破對(duì)遺留技≥£©§(jì)術(shù)和(hé)糟糕管理(lǐ)實踐的(de)依賴，未來(lá★‌i)的(de)量子(zǐ)計(jì)算(suàn)機(j​≤→ī)将毫無用(yòng)處。随著(zhe)量子(zǐ↑¶)計(jì)算(suàn)技(jì)術(sh₽± ù)的(de)進步，我們必須在那(nà)些(xiē)想傷害我們的(d< ↓e)人(rén)采用(yòng)新技(jì)術♦↔γ(shù)之前，利用(yòng)新技(jì)術(shù)，保持®¥Ωα在對(duì)手面前。問(wèn)題是(shì)：量子(zǐ)計(Ω'♥jì)算(suàn)究竟有(yǒu)什(sh逕 n)麽好(hǎo)處？這(zhè)是(shì)一(yī)個(gè₩ ↔×)沒有(yǒu)好(hǎo)回答(dá)的(de)好(hǎ→×o)問(wèn)題。量子(zǐ)計(jì)算÷αφ±(suàn)對(duì)于任何現(xiàn)實世界的(de)應用(yòng)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(l∞ e)量子(zǐ)計(jì)算(suàn)‌♥λ能(néng)力，“我們試圖找到(dào)一(ε±✘™yī)些(xiē)有(yǒu)用(yòn€₽g)的(de)東(dōng)西(xī)，我們可(kě)以用(yòn®€g)一(yī)個(gè)短(duǎn)期量子(zǐ)計(jì)算(suà÷λ↓n)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(s©‍δhì)無法回答(dá)的(de)，例如(rú)，我們能(n¥↓↕→éng)在量子(zǐ)計(jì)算(suàn)機π↕(jī)上(shàng)模拟黑(hēi)洞‍✘的(de)模型嗎(ma)？那(nà)有(α↕≥↑yǒu)用(yòng)嗎(ma)？我們不(bù)知(zhī)道(αλ'dào)是(shì)否能(néng)找到(dào)≠<什(shén)麽，但(dàn)嘗試起來(lái)很 §☆(hěn)有(yǒu)意思。”
我認為(wèi)麥克馬洪的(de)評論完美(měi)•πΩ≥地(dì)抓住了(le)圍繞量子(zǐ)技(jì)術(shù₽‌α)的(de)奇迹和(hé)好(hǎo)奇心；我們₹ <不(bù)知(zhī)道(dào)，具體(tǐ)來(lái)說(s↓©★huō)，它的(de)應用(yòng)将是(∑₽≈shì)什(shén)麽，但(dàn)可(kě)能(néng)性是(s≤<hì)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)問(wèn)題：監控數(shù≥✔↕©)據進出主要(yào)依賴于線性模式匹配。傳‍≠₹'統的(de)計(jì)算(suàn)機(jī)以線性形式處理(lǐφ‍)這(zhè)些(xiē)模式，即一(yī)個(gè)接一(yī)個(gè)地≈σ↓ (dì)控制(zhì)每個(gè)模式，而量子(zǐ)計₩¥ε(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(d∑♦♠σe)威脅模型并引入新的(de)交通(tōn¥πg)控制(zhì)，無需人(rén)工(gōng)幹預。雖然所有( 'yǒu)量子(zǐ)效益隻是(shì)在技(j≤↕≤ì)術(shù)發展的(de)現(xiàn)階段理(lǐ)論≠€$↓化(huà)的(de)，但(dàn)智能(néng)組織将在未來(lái)&α ←幾年(nián)調整其戰略，以考慮量子(zǐ)未來(láλ™πi)。