量子計算已經(jīng)準備好了進入主流部署，可以用于解決現(xiàn)實世界的商業(yè)挑戰(zhàn)。然而，利用量子技術破解密碼和加密代碼仍還有一些路要走。

加拿大量子計算廠商D-Wave系統(tǒng)首席執(zhí)行官Alan Baratz認為，具體一點講，至少還需要十年時間才能以量子計算系統(tǒng)開展商業(yè)活動及用于瓦解當前的加密工具。

Baratz在與記者的視頻通話里表示，無論是將基于門的系統(tǒng)以及其易失性糾錯還是D-Wave的退火技術用于破解加密工具使用的大量代碼，都很可能還需要這么久的時間。

他透露，不過D-Wave已經(jīng)建了一個內部安全團隊負責監(jiān)控D-Wave系統(tǒng)上的活動，同時他也承認，現(xiàn)在要確定哪些類型的黑客工具可能或已經(jīng)用上了量子計算機還為時過早。

D-Wave這家加拿大量子計算廠商并不特別專注于密碼學，但D-Wave技術已經(jīng)用于入侵和威脅檢測應用了。D-Wave在美國、英國和日本也有業(yè)務，在亞洲市場則有20家付費客戶。D-Wave基于云計算的Leap量子計算應用平臺已在新加坡上線。

Deloitte咨詢公司的一份報告和Baratz的觀點相若，報告指量子計算機不會在短期內破解密碼系統(tǒng)或能夠以足夠的計算速度運行。報告稱，不過從長遠來看，量子系統(tǒng)可能會對密碼系統(tǒng)構成真正的威脅，現(xiàn)在就必須為這樣的未來做準備，這一點很重要。

Deloitte的報告估計，例如在量子計算機對比特幣和區(qū)塊鏈的影響方面，流通中的比特幣里面25%容易受到量子攻擊，報告特別指出，對于那些目前存儲在P2PK（Pay to Public Key公鑰支付）和重復使用的P2PKH（Pay to Public Key Hash公鑰哈希支付）地址的加密貨幣尤其容易受到量子攻擊。由于這些公鑰可以直接從地址里獲取或在使用比特幣時被公開，因而帶來潛在的攻擊風險。

Deloitte提出，堵住這種缺口的方法是后量子密碼學，但后量子密碼學算法可能會給區(qū)塊鏈的可用性帶來其他挑戰(zhàn)。報告還指，目前這種新形式的密碼學是由專家來評估， "我們預計，后量子密碼學未來的研究最終將導致必要的改變，達到構建穩(wěn)健和面向未來區(qū)塊鏈應用的目的。"

數(shù)學家Peter Shor曾在1994年發(fā)表了一個量子公式，他稱這個公式可以破解大多數(shù)常見的非對稱密碼算法。即是說，給定一個足夠大的量子計算系統(tǒng)，該算法就可以找到一個與里面的公鑰相對應的匹配私鑰，進而可以冒充數(shù)字簽名。

去年，一個新加坡工程師和研究人員團隊也宣布了利用量子加密技術增強網(wǎng)絡加密工具的計劃，計劃的目的是在量子計算成為主流時，他們所研究的工具可以為降低安全風險做好準備。具體一點說，他們在研究利用 "獨立于測量-設備"的量子密鑰分配（MDI QKD）技術，他們希望團隊的研究能夠為新型 "抗壓-量子-加密器 "鋪平道路。

量子為主流企業(yè)應用準備就緒

雖然量子計算技術還不能破解密碼系統(tǒng)，但該技術已經(jīng)準備好了進入主流應用，也確實已經(jīng)開始用于解決現(xiàn)實世界的企業(yè)挑戰(zhàn)。

Baratz特別提到D-Wave的專有退火技術，他表示，D-Wave的專有退火技術使得量子計算更容易擴展，該技術對噪聲和計算錯誤的敏感度更低，而基于門的系統(tǒng)就容易出現(xiàn)這方面的問題。他表示，目前D-Wave的量子計算機已發(fā)展到了第五代，算力達5,000量子比特，能夠支持 "商業(yè)規(guī)模 "的商業(yè)推廣。

他補充表示，迄今為止，D-Wave第五代的算力是其他市場參與者都沒有能夠用基于門的模式實現(xiàn)的。目前業(yè)界普遍采用的門系統(tǒng)用于制造量子計算機的難度很大，而且對錯誤敏感。他表示，目前這一類量子計算機最穩(wěn)定的狀態(tài)大約能達到30個量子比特，用于大部分研究工作夠了，但在未來7到10年內不太可能大規(guī)模用于解決商業(yè)問題。

他還表示，"基于門的量子系統(tǒng)的錯誤率非常高，沒法真正用來做任何事情，即使用于解決小問題都不行。"他指出，一個競爭對手去年曾表示能夠在自己的量子計算機上解決一個特定的優(yōu)化問題。但他表示，要嘗試了10萬次才可能。

量子計算基于量子力學原理運作，其中包括概率計算。

Baratz表示，專門為優(yōu)化目的而設計的退火技術對結果概率的影響較大，因此對錯誤的敏感度較低。退火技術還能從過去的計算結束的地方開始學習，可以微調未來的計算。

他表示，"失去了連貫性時，最終就會得到垃圾。退火技術可以在失去連貫性時，停在一個潛在的解決方案里并可以重新開始計算以及改進解決方案。"而相比之下，基于門的模型做不到這一點，因為這種模型在每次計算后都失去了一致性，沒法接著之前的運算繼續(xù)下去。

他指出，一家雜貨店可以用D-Wave加強客戶的部分物流系統(tǒng)，解決每個地點每周的優(yōu)化問題只需兩分鐘，而以前解決每個地點每周的優(yōu)化問題需要25小時。

目前，全球已有超過2萬名開發(fā)者注冊使用Leap，每月約有1,000人定期使用該項服務。付費客戶在D-Wave計算機上運行計算估計每小時需支付2,000美元。

不過Baratz指出，D-Wave系統(tǒng)也無法解決所有量子計算問題，因為退火技術是專門為解決優(yōu)化問題而設計的，優(yōu)化問題是企業(yè)面臨的共同挑戰(zhàn)。而基于門的系統(tǒng)在錯誤率降低后將能夠解決任何計算問題，但他表示，降低錯誤率很可能至少還需要7年才能實現(xiàn)。

他表示，因此，雖然D-Wave基于退火技術的量子計算機僅限于解決優(yōu)化問題，但這種量子計算機有能力解決當今現(xiàn)實世界的商業(yè)挑戰(zhàn)。他補充表示，D-Wave系統(tǒng)也可以利用所擁有的技術走構建通用糾錯系統(tǒng)之路。

D-Wave表示，到目前為止，已經(jīng)有超過250個應用的構建用上了D-Wave系統(tǒng)，其中大部分使用Leap，應用涵蓋了各種用例，包括財務建模、調度、蛋白質折疊和制造優(yōu)化等等。