我們知道破解加密涉及到相當複雜的技術,破解與反破解總是在不斷升級之中。現在由於量子技術的發展,量子計算機有一天可能會通過破解加密而威脅到網際網路的安全。
最近量子計算初創公司Zapata與IBM合作開發了一種分解大數字的新方法,成功將其應用到迄今為止量子計算機所能分解的最大質因數上,該進展可能讓量子技術距離加密破解又近了一步。
2017年,Zapata計算機公司從哈佛大學分離出來,致力於商業開發量子軟體和算法,他們已經獲得了超過2600萬美元的投資。
在討論這種涉及運用量子技術的前沿科技前,我們有必要回顧下數學知識。質數又稱素數,是指大於1的自然數中,該數字只能被1和它的整數自身除,而沒有任何其它自然數能夠整除。而比1大但又不屬於素數的數,我們稱之為合數。針對合數,有一個術語叫分解質因數,也就是把一個合數分解若干個質數相乘的形式,其中的質數都是這個合數的因數。
點擊播放 GIF 0.0M
那麼問題來了,針對數字1,099,551,473,989,您能用多長時間計算出它的最大質因數呢?
研究小組通過量子計算的新方法發現,1,099,551,473,989等於1,048,589乘以1,048,601。該算法未來的成功可能會對密碼學產生重大影響,因為許多加密技術都依賴於這樣一個事實:很難將一個數字分解成它的質因數。
12月11日,在美國加利福尼亞舉行的Q2B會議上,國際商用機器公司(IBM)的安東尼·安農齊亞塔宣布了這一進展。用於計算這個大數字的方法是基於量子計算和傳統經典計算機的混合,其中研究人員所用的量子設備相對較小,只有8個量子比特。
量子計算初創公司Zapata的曹玉東(音譯)對於可能難理解的量子計算過程解釋說,這種方法有點像解數獨,只是你要填的數字是需要相乘在一起,但是其中有些數字比其他的要容易完成得多。在這種新方法中,研究人員的思路是用傳統計算機來填充那些相對簡單和明顯的數據。然後量子計算機介入,發現那些更困難的構成部分,如果所有工作要一個經典的計算機計算,可能會需要一個令人望而卻步的相當長的時間才能解決出答案。
儘管1,099,551,473,989這個數字在我們平常眼裡已經是很長很複雜很難解的數字了,但是經典計算機迄今為止所能分解出的最大質因數長達350多位。
那麼量子計算技術的應用又有何優勢呢? 曹玉東的觀點是,這種方法可能在未來十年內超越經典計算機。在此之前量子計算機所能計算的質因數記錄也是由IBM創造的,這個數字是4,088,459。
因為許多類型的數據加密是基於大數分解, 如果藉助於量子計算機技術,任何人都可以輕鬆地做到大數分解,於是可能跟出現一個問題,可能某些形式的加密不再起作用,儘管後量子時代密碼學的計劃已經在進行中。曹玉東表示,對於用於加密貨幣的區塊鏈中使用的一些協議來說,這也可能是個問題。
Zapata執行長克里斯多福·薩瓦警示說:我們應該開始考慮這一點,因為在相對較小的設備上,從量子角度來說,我們已經能夠做很多事情。 他警告說,量子計算機可能比我們現在考慮使用的這種方法,更早地實現破解加密。