谷歌量子计算专家克雷格·基德尼（Craig Gidney）在最新研究中宣布，通过结合量子误差校正、魔态蒸馏和表面码优化等最新技术，破解2048位RSA加密算法所需的量子比特数量已从2000万大幅降低至仅100万。这一进展不仅标志着量子计算能力的重大提升，还为量子安全加密系统的部署提供了新的时间表，建议在2030年之前逐步淘汰易受攻击的系统，并在2035年后全面禁止。
RSA加密的安全性基于大数分解的数学难度，而量子计算的快速发展使得这一基础面临威胁。著名的肖尔算法（Shor's algorithm）能够高效分解大整数，传统计算机无法在合理时间内完成这项任务。随着量子计算机的进步，2048至4096位的RSA密钥在数小时内即可被破解，这将使得大量历史数据面临安全隐患。
构建实用的量子计算机仍面临许多挑战，包括量子比特的相干时间和误差校正能力的提升。实现肖尔算法所需的量子电路大约需要4096个量子比特和约10,000次门操作，这对硬件提出了极高的要求。尽管目前还没有能够在加密相关的规模上运行肖尔算法的实用量子计算机，但研究人员已经开始积极开发后量子密码学标准，以应对未来的威胁。
在量子计算机的设计中，科学家们提出了一种模块化架构，优化了量子比特及其控制系统的布局，降低了量子比特间的相干损失。计算区域专门用于生成纠缠态，而冷存储区域则在不活动期间保持量子比特的相干性。实现高保真度的量子门操作需要精确的时序控制和复杂的校准程序，这对控制电子学提出了高要求。
此外，量子算法和软件工具的开发至关重要，科学家们正在探索用于药物发现、材料科学和金融建模的新算法，力求最大限度地发挥量子计算的潜力。各国政府和私营企业正在加大对量子计算项目的投资，推动创新和技术进步。同时，量子计算的伦理和社会影响也需要引起重视，包括数据安全和隐私等问题的考量。返回搜狐，查看更多