量子计算机可以解决许多经典计算机无法解决的问题

在最近的一份报告中，俄克拉荷马州立大学董事兼电气和计算机工程教授 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，尤其是在破解密码方面。

在比特币领域，“噪音”和纠错问题使量子霸权在很大程度上停留在理论上。

量子霸权的缺点

从本质上讲，“量子至上”是指证明量子计算机可以解决经典计算机无法解决的某些问题。 毫无疑问，这已经完成了，但对于加密领域的人来说，重要的问题集中在要解决什么样的问题上。

Subhash Kak 博士在最近的一篇文章中表示：“这些公司正试图构建能够复制传统计算机电路模型的硬件。然而，目前的实验系统只有不到 100 个量子位。要实现有用的计算性能量子计算破解比特币，你可能需要具有数十个量子位的机器数千个量子比特。”

尽管像 D-wave 这样的团队拥有 2,000 个量子位，但它们的应用是不同的。 D-wave 专注于通过称为“量子退火”的过程进行优化，根据 Kak 的说法，这是“一种更窄的量子计算方法，其中使用量子位来加速优化问题。”

因此，D-wave 的说法引起了一些批评，最近一份关于该主题的报告称 D-wave 系统与其他计算机相比是“脱脂牛奶”。

噪声和纠错

根据 Kak 的说法，实现实用的量子密码破解的真正困难在于噪声和纠错的概念。

“为了让计算机正常运行，它们必须纠正所有微小的随机错误。在量子计算机中，这种错误是由非理想电路元件和量子位与其周围环境的相互作用造成的。”

由于这些原因，量子比特可能会在几分之一秒内失去相干性，因此必须在更短的时间内完成计算。 如果不纠正任何物理系统中不可避免的随机错误，计算机的结果将一文不值。 这种纠错使事情进一步复杂化。 潜在的与噪声相关的错误需要更多的量子位功率。

理论物理学家 Mikhail Dyakonov 描述了这个问题的不可思议的性质，他说：

“虽然具有 N 位的传统计算机在任何给定时刻必须处于其 2N 种可能状态之一，但具有 N 量子位的量子计算机的状态由 2N 量子振幅的值描述，这些振幅是连续参数（取任何值，而不仅仅是 0 或 1）。这是量子计算机假定功能的起源，但也是它们巨大脆弱性的原因。

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它的致命弱点。 因为它可以处理如此多的变量量子计算破解比特币，这些看似无穷无尽的变量也为更大的潜在错误打开了大门。 由此产生的硬件和后勤考虑因素不像其他问题那样经常讨论，但根据两位研究人员的说法，这些领域至关重要。

忽略炒作

与 Kak 一样，Dyaknov 指出了围绕量子计算领域的炒作，该领域一直在增长，并且几十年来一直是猜测的来源。

虽然目前还不清楚政府保密和高水平科学已经走了多远，但据受过教育的观察者可以看出，比特币网络在可能面临危险之前还有很长的路要走。 在这一点上，算法升级被许多人认为是一种潜在的解决方案。

然而，与正在进行的核聚变研究一样，量子计算也不容忽视。

理论上，随时都可能出现意想不到的突破，从而改变游戏规则。 至于卡克，他仍然持怀疑态度：

“作为从事量子计算多年的人，我认为由于硬件中不可避免的随机错误，不太可能构建出有用的量子计算机。”