中國搞出量子新算法，國外專家酸了？_風聞

本文原創於微信公眾號：差評  作者：差評君

看過《 流浪地球 2 》的，都還記得 MOSS 吧？

作為智能量子計算機，不僅算出了地球危機，還能上傳數字生命、指揮行星發動機建設啥的。

給人的感覺是沒有啥是它不會幹的。

▼吳京追着問小機器人 “ 你老大是不是 MOSS” 的視頻也一度衝上熱搜

現實中，目前的量子計算機當然沒這麼強。

不過比起前幾年，現在量子計算機能做的事是越來越多了。

例如，我國就在量子計算上取得過不少進展，在新聞裏經常能看到。

不止國內媒體會跟蹤，外媒對中國的量子計算動向也很關注，他們報道的新聞還在圈裏引發過不少爭議。

就拿最近中國搞出新算法的事來説吧。

不久前，清華、浙大等單位的研究人員，在論文裏説發明了一種新的算法，只用 10 個超導量子比特就實現了 48 位的因式分解。

用這種算法，只用 372 個量子比特，就能破解當前主流密碼系統（ RSA-2048 密碼 ）。

▼科學家在做量子計算機實驗

這個成果一出，立刻在圈裏引來了不少關注，啥反應的都有。

比如，一個名叫 Roger Grimes 的安全專家（ 也是個作家 ）就急了。

他得知這個消息後，在英國《 金融時報 》上説道： “ 這意味一個政府可以獲取其他政府的機密，就像電影裏那樣 ” 。

因此，他呼籲，還不趕緊建立數據保護清單，還等啥呢！

有的專家則對中國的成果提出了質疑。

像 Peter Shor （ 第一個提出量子計算機可以破解 RSA 的大牛 ）和 Scott Aaronson （ 量子計算優越性理論提出者 ），都認為這種算法太費時間，而論文裏沒提怎麼解決算法的運行速度問題。

咦，不就是找到一個新量子算法嘛，咋就能引發這麼大的風波呢？

因為這意味着，不用等到未來，理論上，現有技術水平下的量子計算機，就能破解當今主流的密碼系統。

此前，人們覺得破解密碼，得需要上萬個量子比特。

然而如今，人們做出的量子計算機裏，最多也不到 500 個量子比特。

也就是説，目前 RSA 密碼還是安全的。

但這次，中國團隊的新算法，可以讓性能不夠強的量子計算機，破解 RSA-2048 密碼。

如果這個突破是真的，那麼中國在量子計算方面又創造了歷史。

別覺得驚訝，事實上，中國在量子計算領域，一直在設立新標杆。

像在硬件領域，我國是世界上唯一在光量子和超導量子兩種物理系統中，都達到量子計算優越性里程碑的國家。

在光量子計算上，我國有 “ 九章二號 ” 量子計算原型機。

在處理複雜的數學難題時， “ 九章二號 ” 的計算速度，比目前最快的超級計算機快快億億億倍（ 沒錯就是億億億倍 ），刷新了世界紀錄。

▼九章二號整體裝置圖

在超導量子計算上，我國有 “ 祖沖之二號 ” 量子計算原型機。

 “ 祖沖之二號 ” 已經擁有 66 量子比特，在算量子力學的問題時，計算速度比目前最快的超級計算機快 7 個數量級。

就計算複雜度而言，也比谷歌的超導量子計算原型機 “ 懸鈴木 ” （ 有 53 個量子比特比特 ），高了 6 個數量級。

正因為我國在量子計算上的成就太多了，美國知名科普雜誌《 科學美國人 》，還曾專門討論過 “ 中國在全球量子競賽中取得領先 ” 這個話題。

既然我國在量子計算上相當有實力，為啥 Peter Shor 等專家對我國量子團隊做出的最新成果，態度這麼保守呢？

是不是他們覺得中國團隊超過了他們，他們不爽，就 “ 吃不到葡萄説葡萄酸 ” 呢 ? 

這個，還真不一定。。。

我國在量子計算上固然強，但發達國家在量子計算領域也不差。

就説量子算法這塊吧，這次中國提出的新算法，可以説是量子近似優化算法（ QAOA 算法 ）的改進版。

而 QAOA 算法就是美國科學家最先提出的。

此外，用於量子化學的 VQE 算法，用來驗證量子計算機性能的量子隨機遊走算法，也都是外國科學家提出的。

而在硬件上，美國的 IBM 等公司，也算得上量子計算的前列。

不知道大家還記不記得，去年 11 月 9 日的 IBM 年度量子峯會上， IBM 公司推出了擁有 433 個量子比特的 Osprey 芯片，約是此前 Eagle （ 127 量子比特 ）的三倍。

據一些外媒透露，今年 IBM 還有可能推出，首台超過 1000 個量子比特的通用量子計算機 Condor 。

從量子計算領域的專利申請數量來看，發達國家，尤其是美國，在量子計算上的創新能力，還是不容小瞧的。

▼截至 2022 年 9 月，各國在量子計算專利申請上的佔比

假如不看研究機構只看企業的話，發達國家也不比中國落後。

總之，那些外國專家未必因為 “ 酸 ” ，才説不看好的話。

雖然像 Roger 那樣宣傳 “ 中國威脅論 ” 的話，咱們可以直接無視；

但那些正經提出質疑的，有必要細品品，這樣對中國的幫助會更大。

我看了一圈，發現有兩個人的分析挺有代表性的，值得好好看看。

一個是 Steve Brierley （ 量子軟件公司 Riverlane 的首席執行官 ）的分析。

他的看法是，中國團隊的方法 “ 不可能奏效 ” ，因為中國研究人員思路是讓多個計算機能夠同時運行，而不是試圖應用計算機的量子特性，這個方向恐怕偏了。

▼Steve Brierley 

另一個是 Bruce Schneier （ 計算機安全和密碼學專家 ）的評論。

他説，中國人的論文我看了，他們用的是德國數學家 Schnorr 的方法，可 Schnorr 的方法是有爭議的。

Schnorr 提出的方法，算位數小一點的數還行，要是算位數大的數，可能就不靈光了。

在進行完分析後， Bruce Schneier 並沒有否定中國團隊的成果，還強調 “ 這是需要認真對待的事情 ” 。

▼Bruce Schneier 

像這樣的批評，我覺得就很純粹。

當然啦，他們的批評也不見得就對。

因為，雖然怎麼搞量子計算，業界有一個大的方向，但具體走哪條技術路線，沒人知道。

即便在某個技術路線上取得新突破，佔據領先位置，也不代表就真把其他人甩出幾條街。

畢竟，目前全球的量子計算研究處於多種技術路線並行發展階段。

像算法、軟件方面就是百家爭鳴的狀態，在開源社區裏，能看到各種類型的開發平台、算法軟件工具啥的。

▼科技巨頭們推出的量子計算雲平台

在硬件上，人們也在嘗試各種物理系統，像光量子、超導量子、離子阱、量子拓撲啥的。

誰能挺進決賽圈，現在根本看不出來。

但這不要緊，既然大家都在堅持投入做研究，不愁做不出量子計算機來。

至於會是誰最先搞出來，姑且拭目以待吧。

圖片、資料來源：

微博、知乎

https://quantumxc.com/featured/crypto-convos-episode-3-with-guest-roger-grimes/

https://www.ft.com/content/d64e45b4-692a-429e-bc64-146303ec7fdf

https://www.linkedin.com/pulse/has-quantum-break-just-happened-roger-grimes

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