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安卓|陳根：量子存儲新突破，量子破譯密碼又進一步

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安卓|陳根：量子存儲新突破，量子破譯密碼又進一步

文/陳根
在過去 ， 加密系統一直都不是牢不可破的 。 相反 ， 它們的安全性是通過經典計算機完成解碼所需的大量時間體現的 。 現代的加密方法是專門設計的 ， 解碼它們需要很長時間 ， 因此說它們幾乎不可破解 。 然而 ， 量子計算機改變了這種想法 。 量子計算機比傳統的計算機功能強大得多 ， 能夠輕松破解這些代碼 。
量子計算機依賴于量子力學的奇異性 ， 幾乎可以瞬間解決某些類型的問題 ， 而使用傳統計算機來處理則需要數十億年 。 它們的基本單位是“量子位”是類似經典機器操作的1和0的量子 。 通過利用量子疊加和糾纏的力學現象 ， 量子計算機可以執行一些數學形式 ， 而這遠快于任何可以想象出的速度的經典機器 。
當然 ， 雖然量子計算看起來具有無可比擬的優勢和應用前景 ， 但量子計算機依然受限于目前的技術 。 一臺量子計算機可以在數小時內破解一條加密信息 ， 但它需要數千萬個量子比特（亞原子粒子攜帶的量子信息）進行計算 。 目前 ， 性能最強大的量子計算機運行時的量子比特不足100個 ， 這意味著它們只能完成一些沒有多少實際價值的簡單任務 。

現在 ， 中國科學技術大學的一個研究小組公布了一種新型量子計算機的設計 ， 這種計算機從工程學的角度實現了使用比此前少得多的量子比特破解密碼 。 其關鍵 ， 就在于量子計算機的存儲裝置 。
研究團隊發表的論文稱 ， 具有存儲功能的量子計算機在進行復雜的計算時 ， 使用的量子比特比沒有存儲功能的計算機少得多 。 但量子存儲技術極具挑戰性——當計算機試圖讀取或寫入信息時 ， 它會觸發記憶晶體中的原子 ， 并產生大量背景噪音 。
【安卓|陳根：量子存儲新突破，量子破譯密碼又進一步】為了解決這個問題 ， 研究人員開發了一種突破性的內存控制技術 ， 能夠有效地將脆弱的量子比特與混亂原子區分開來 。 存儲裝置由晶體制成 ， 能夠存儲一個小時左右的量子比特 ， 還會在計算過程中更新量子信息 。
研究人員表示 ， 此前 ， 有關量子存儲器的研究主要聚焦于量子通信領域的應用 ， 例如 ， 基于多模式量子存儲建立量子中繼 ， 從而構建遠程的量子互聯網 ， 或者是基于超長壽命量子存儲實現可移動的量子U盤 。
而法國團隊提出了一種具有類似結構的量子計算機 ， 展現了量子存儲器在量子計算機中的價值 ， 成功推廣了量子存儲器的應用范圍 。 盡管要研發一種能夠破解加密信息的量子計算機還有很長的路要走 ， 但研究人員的努力已經讓人類離量子密碼破譯機又近一步 。

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