針對量子黑客威脅，初創公司提供未來保障 - 彭博社

插圖：肖恩·哈斯托完全功能的量子計算機尚不存在，但許多非常聰明的科學家認為它們很快就會出現。一家兩歲的初創公司的12名員工每天都在努力思考，如果壞人先到達那裏該怎麼辦。

現在，來一堂快速的物理課。量子力學的一個指導原則是，物質和光在其最基本的層面上同時存在於多種狀態中。氫原子中的電子沒有明確的位置，而是以模糊的雲狀存在於質子周圍，同時在雲中的每個地方都存在。量子計算將這一原則應用於比特（二進制數字），即計算機的信息單位，它們要麼處於1（開，活着）的狀態，要麼處於0（關，死去）的狀態。你的個人電腦使用1和0進行計算，這些可以組合以表示其他數字和字母，包括構成密碼的那些。量子計算機使用量子比特（qubits），它們同時以1、0或介於兩者之間的一系列混亂狀態存在，使得數字運算——以及破解密碼——變得容易得多。量子計算機可以在瞬間執行一些令人難以置信的複雜計算。這意味着我們所知道的大多數網絡安全可能像薄紙一樣容易被穿透。

插圖：肖恩·哈斯托

Qubitekk，位於聖地亞哥以北45分鐘的地方，正在努力解決這個問題。尋找解鎖PC登錄、銀行賬户或偶爾的核發射代碼的網絡犯罪分子，往往在遇到頂級加密軟件或超級安全密碼時選擇放棄。“我們所有的通信安全最終都基於此，”Qubitekk的聯合創始人鄧肯·厄爾説。

他和他的11名同事，包括幾位美國能源部網絡戰爭部門的老兵，正在努力防範尚未到來的技術威脅。他們將解決方案保存在一個15乘20英尺的實驗室中，通過廚房進入。它是一個重達兩磅的金屬盒子，裏面裝有一個價值5000美元的水晶，基本上是一個量子計算機的碎片。該設備通過使用水晶將光束分成一對對紅色光子來創建量子比特，這是已知的最小光量。這些光子對同步移動；如果入侵計算機試圖讀取光子的模式，它會使它們失去同步，從而使信息無法讀取。

該設備的首次使用可能作為教育工具。“如果你是一位教授，教授量子力學，你可以告訴你的學生關於它的事，這差不多就是全部，”厄爾説。“有了我們的工具包，你可以向他們展示。”Qubitekk已經看到來自厄爾所稱的“硬核科學類型”的大學對這些工具包的興趣，但尚未售出任何。該公司已從埃利斯能源投資公司獲得200萬美元的資金，這是一家希望保護電網的種子投資者。

雖然現在存在的少數量子計算機主要用於研究，但對此有很多興趣。一個谷歌系統位於NASA的艾姆斯研究中心，使用來自加拿大公司D-Wave Systems的量子計算設備，生成約512個量子比特的處理能力。斯坦福大學量子密碼學研究員彼得·麥克馬洪表示，實現超快速計算所需的量子比特魔法數字在1000萬到1億之間，而這可能還需要數年甚至數十年。

流向量子計算學術研究的資金達到數十億，來自於像 微軟、谷歌和 IBM等公司，以及包括美國、英國、加拿大、新加坡和中國在內的政府。“中國人在這方面非常積極，”馬薩諸塞州索默維爾的Qubitekk競爭對手MagiQ Technologies的業務發展負責人安德魯·哈蒙德説。

MagiQ是一家成立於1999年的研究與開發實驗室，銷售一種可以利用量子技術傳輸加密密鑰——複雜的密碼——的系統，主要面向政府機構、銀行和少數電信公司。“這是針對最偏執客户的利基應用，”哈蒙德説，他的客户包括美國海軍和國防高級研究計劃局。他不願討論那些客户使用他的設備的具體用途，但表示他不會對未來幾年看到全面發展的量子計算機感到驚訝。