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量子计算与当前基于硅芯片的计算大相径庭。量子计算的诱惑在于，它能利用物质的量子状态，包括亚原子粒子纠缠和叠加，来达到大规模计算机处理能力。而能够实时读取加密通信的世界，这就是量子计算机的能力所在，也是可怕之处。 量子计算能力衡量标准的核心，就在于量子位(qubit)的概念。与经典硅计算机世界中非0即1的比特位不一样，量子位可以是0、1或0和1的叠加。而叠加同时意味着，量子计算机可执行经典计算机根本做不了的操作，比如同时分析所有可能性。这不是运行速度的问题，而是以完全不一样的方式对待计算的问题，大规模并行计算都无法此之媲美。 量子计算在破解中的使用 量子计算的首批使用之一，就是破解公钥加密(PK)密码。PK密码建立在经典计算机大数分解的难度上。比如说，当前若要破解一个PK密码，运算系统需要找到400位数的因子。但量子计算破解PK易如反掌，只要有足够的量子位，就可以真正地在所有维度上尝试每一个数字组合，得到正确答案轻而易举。 除了PK加密，比特币之类的加密货币，也面临来自量子计算能力的重大风险。 比特币的区块链采用椭圆曲线密码体制(ECC)，这是个基于在椭圆曲线上找到数字的公钥加密体制。采用Shor算法的改良版本，有可能确定比特币运用的所有ECC相关密钥。为确保比特币的安全，ECC被用来提供获得私钥的一个地址。采用量子计算，就有可能下载整个区块链来获得到该私钥。量子计算机理论上能够从曾做过比特币交易的每个人手中拿到私钥。 实际上不仅是比特币，当前大多数基于区块链的货币，在量子计算面前都不够强壮。 后量子加密 量子时代如何让加密更难破解？围绕该问题，有很多工作正在展开。其中之一，是被称为“开放量子安全(Open Quantum Safe)”的开源倡议，要打造一个名为liboqs的C库，作为可抗量子破解的加密算法。 OQS的首个实现，被使用到了开源OpenSSL项目上，该项目是当今广泛运用的SSL/TLS加密库。展望后量子世界中加密货币的未来，也有多项开源工作正在进行，包括被称为“抗量子账簿(QRL)”的一个。 不管加密还是破解，我们都必须为即将到来的量子时代做好准备。 |
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