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你的所有密碼,即將被破解。。。

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橫空大氣排山去

砥柱人間是此峰


近期,谷歌正式公佈了自己正在測試新一代量子計算處理器 —— Bristlecone ↓ ↓

這個晶片破天荒的有 72 量子位元,讓科研界一片驚呼。。。

考慮到不少網們對量子計算方面並不太理解,來給大家說一下~

一般來講,傳統計算機靠的是數字 0 和 1 的二進位制進行儲存和運算。

學過電路的人肯定很熟悉

而量子計算機不一樣。 

量子計算機裡面用量子位元( 也叫量子位 )來儲存 0 或者 1,但和傳統計算機的區別是,量子位元裡面儲存的 0 和 1 可以同時存在。

薛定諤的貓在觀測之前既是活的也是死的

舉個慄子, 0 就像硬幣的正面, 1 就像硬幣的反面,傳統計算機裡面,每次拋硬幣只能得到正面或者反面,因此也只能是 0 或者 1。

而在量子計算機裡面,硬幣是立起來旋轉的,它既有正面也有反面,同時存在 0 和 1 ~

如果你有兩個硬幣,在傳統計算機這邊,在同一時刻,你只能得到正正、正反、反正、反反這四種狀態中的一種。而在量子領域裡面,你可以同時得到正正、正反、反正、反反這四種狀態!

再舉個慄子。

傳統計算機要獲得下圖中走迷宮的正確路徑,只能一次走一條道,然後一條條試,直到試出來正確的道。

而量子計算機的走迷宮效率類似下麵這個圖,它能在一次嘗試所有可能的解法 ↓↓

這簡直就是開掛!

想想,人工智慧、機器學習發展的瓶頸是什麼,為什麼目前的人工智慧看起來更像人工智障?

現在的機器學習,往往試圖透過樣本學習得出問題的最優解,往往這需要龐大的算力支撐,當算力不夠,它在短時間得出的解決方法經常不是最優的。

據說如果能同時控制 50 個量子位元做運算,那麼它的算力就將遠遠超過現在世界上最快的超級計算機,什麼機器學習之類都是小意思~

50 個量子位元在同時發生 2^50 次運算

不過量子計算的發展,也不是沒弊端。

譬如,如今所有的密碼都可以用量子計算機瞬間暴力破解,傳統加密方式在量子計算機面前根本沒有意義,個人的、銀行的、機關的,就連區塊鏈的秘鑰被試出來也就是分分鐘的事。。。

現有的加密演演算法

( 圖片源自部落格 Jason Time )

那這次谷歌帶來 72 量子位元的計算晶片,難道我們的密碼已經不安全了?

Emmm。。。谷歌的晶片是 72 量子位元處理器確實不假,但是目前這種晶片只能做幾種特定的運算,拿它做成的計算機,既不能用來放電影,也不能編輯檔案,離商用有很大的距離,所以說暫時對我們的生活還沒有太大的影響。

不過萬事開頭難,想想當初人類第一臺計算機也啥都乾不了,只能解個線性方程組,哪知道現在計算機都快被人玩兒成精了。。。

世界第一臺電腦

這麼先進的玩意兒,谷歌之前就有很多人在搞了。

譬如,IBM 在今年的 CES 上也展示了 50 量子位元的量子計算機原理樣機。

誒,有沒有發現 IBM 的量子計算機賊雞兒大,而且結構非常複雜?

因為使用超導技術的量子計算晶片執行的條件十分苛刻,要隔音、隔熱、隔電磁、執行溫度接近絕對零度( ≈ -273° ),整個圖片幾乎都是外邊那些隔離裝備,晶片只佔最中間一點點。。。

其實這個圖片上還沒有連線冷卻系統,正常一整套裝備要佔 10 平方米!

最早的量子計算機 DWave 的整套

同樣是在 CES 展上,英特爾也推出了 49 量子位元 Tangle Lake 量子計算測試晶片。

CES 英特爾展示的 49 量子位元晶片

據英特爾的說法,這個小小的晶片,計算能力相當於 5000 個八代 i7 ~

國外群雄爭霸,大家肯定也想知道一下國內的研究進展吧。

量子計算機的量子位元控制,分為好幾個派系,最主流派系應該就是超導體系,英特爾、IBM、谷歌用的都是這種,這個方向我國去年實現了 10 超導量子位元的糾纏。

我國實現 10 超導量子位元的糾纏態

大家看到我國只有 10 量子位元糾纏,可能會覺得比谷歌 72 位量子晶片差遠了?。。。

其實並不是,量子位元非常難操縱,條件又苛刻,谷歌的這個 72 量子位元的晶片用的是 9 量子位元糾纏技術,我國的 10 量子位元糾纏依然算頂尖的研究了~

另一種是光子體系,用鐳射控制粒子糾纏,這個領域,中科大的潘建偉團隊也是最頂尖的,去年已經構建出世界首臺 10 位元光量子計算機。

光量子計算機的示意圖

還有一些其他體系,超冷原子體系、離子阱體系之類的,研究的人倒不算多。

雖然現在量子技術飛速發展,但離實用還差的遠。。

記著,那些打著 “ 量子 ” 的名號治病轉運發財之類的,全 tm 是騙人的!


“ 你猜用量子計算機挖礦怎麼樣 ”


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