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在最近的一份报告中,俄克拉荷马州立大学董事和电气与计算机工程学教授Subhash Kak博士指出,量子计算面临的障碍比许多人意识到的要多,特别是在破解密码方面。
在比特币领域,“噪声”和错误修正等问题使得量子霸权论在很大程度上仍停留在理论层面。

量子霸权论的不足之处

本质上,“量子至上”是指量子计算机可以解决传统计算机无法解决的某些问题的演示。毫无疑问,这已经完成了,但是对于加密领域的人们来说,重要的问题集中在解决什么样的问题上。

Subhash Kak博士在最近的一篇文章中说道:“这些公司正在尝试构建可复制传统计算机电路模型的硬件。但是,当前的实验系统只有不到100量子比特。为了获得有用的计算性能,你可能需要拥有成千上万个量子位的机器。” 

尽管像D-wave这样的组织吹嘘2000量子比特,但它们的应用却有所不同。D-wave的重点是通过称为“量子退火”的过程进行优化,根据Kak的说法,这是“更窄的量子计算方法,量子位用于加速优化问题。”

因此,D-wave的主张招致了一些批评 ,最近有关该主题的一份报告称D-wave系统与其他计算机相比是“脱脂牛奶”。

噪声和错误校正

根据Kak的说法,实现实际的量子密码破解的真正困难在于噪声和纠错的概念。

“为了使计算机正常运行,它们必须纠正所有小的随机错误。在量子计算机中,这种错误是由非理想的电路元件以及量子位与周围环境的相互作用引起的。”

由于这些原因,量子位可能会在几分之一秒内失去一致性,因此,计算必须在更短的时间内完成。如果没有纠正任何物理系统中不可避免的随机错误,则计算机的结果将毫无价值。这种错误校正使事情变得更加复杂。潜在的与噪声相关的错误需要更多的量子比特功率。

理论物理学家Mikhail Dyakonov描述了该问题令人难以置信的本质,他说:

“虽然在任何给定时刻具有N位的常规计算机必须处于其2N个可能状态之一,但是具有N个量子位的量子计算机的状态由2N个量子振幅的值来描述,该值是连续参数(取任何值,不仅是0或1)。这是量子计算机应有的功能起源,但这也是其巨大的脆弱性的原因。

因此,描述这种有用的量子计算机在任何给定时刻的状态的连续参数的数量远远大于可观测宇宙中亚原子粒子的数量。”

换句话说,实用量子计算的优势也可以看作是其致命弱点。因为它可以处理这么多变量,所以这些看似无穷无尽的变量也为更大的潜在错误敞开了大门。由此产生的硬件和后勤方面的考虑没有像其他问题那样经常被讨论,但是据两位研究人员称,这些领域至关重要。

忽略炒作

和Kak一样,Dyaknov也指出了围绕量子计算领域的炒作,量子计算领域一直在发展,并且是激发投机活动数十年的源泉。

尽管目前尚不清楚政府机密和高层次的科学发展到何种程度,但据受过教育的观察家所知,要让比特币网络陷入可能的危险似乎还有很长的路要走。在这一点上,算法升级被许多人认为是一个潜在的解决方案。

然而,就像正在进行的核聚变研究一样,量子计算也不容忽视。

理论上,任何时候都可能发生无法预料的突破,从而改变游戏规则。对于Kak而言,他仍然持怀疑态度:

“作为从事量子计算工作多年的人,我认为由于硬件中存在着不可避免的随机错误,因此不太可能建造出有用的量子计算机。”
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