麻省理工学院和奥地利的因斯布鲁克大学的研究人员已经开发出了一种解决量子计算机的可扩展性问题的方法,这将会影响到当前的量子计算机的实现。
数字15和量子计算
专家们提出的概念机,可以只使用五个量子比特对15进行因数分解,而不同于常规得使用15个量子比特的方法。量子比特是量子计算机的基本计算单元,使用更少的量子比特去解决问题,量子计算机的速度就会更快。
在一篇名为“一个可扩展的Shor算法的实现”的论文中,研究人员声称他们发现了量子计算的新方法。
“在这里,我们提出一个可扩展的Shor算法的实现,它是由Kitaev提出的”,他们在论文中这样写道,“我们对15进行因数分解,通过高效利用和控制7个量子比特以及4个高速缓存量子比特,实施通用的算术计算,这也被成为模块化乘法器。”
数字15是很重要的,因为15个量子比特是常规量子计算算法所使用的最低数量。
构建新的计算环境
而根据研究人员所说,不仅仅是这个特殊的计算机。他们还展示了一个不同的量子计算机体系结构,可以动态扩展Schor算法。
该算法对于计算大整数素因数分解是非常重要的。有了这个新的架构,它可以获得和传统计算机相比更好的计算效率。“这个算法实现了离子阱量子计算机的分级,并且可以在超过99%的置信水平程度上返回正确的因数”,研究人员解释道。
研究论文的作者之一,麻省理工学院物理与电气工程以及计算机科学的教授IsaacChuang在接受PCWorld访谈时,对此进行了讨论。
“我们发现,Shor算法,至今为止最为复杂的量子计算算法的可行出路在哪里,所有人都知道,这个算法依赖于硬件,你所能做的就是去实验室,运用更多的技术,制作更大的量子计算机”,他这样表示道。
新技术威胁加密
RSA加密算法严重依赖于大整数素因数分解的计算量以及耗费的时间。RSA算法的核心设计就是通过提高破解成本来提高安全性。因此任何能够增加计算速度的方法都会威胁到这种常用加密算法的安全性。
而现在这种机器可以加速Shor算法,他们的研究工作表明,总有一天,量子计算能够轻易破解RSA。而企业必须为这一刻做好准备。
两个月前,美国国家安全局建议所有美国政府机构放弃RSA加密算法,而改用它建议的其它技术,因为对于量子计算机来说,对称密钥算法是相对安全的,只要使用足够大的密钥,可以大大增加以量子计算机为基础的攻击难度。
这是一个很好的机会,美国国家安全局知道,这项研究可以帮助他们推行这些建议。无论如何,所有用户都应当注意到这些警告,并且采取额外措施来保护数据。