如今對(duì)量子計(jì)算機(jī)的一大擔(dān)憂是，它強(qiáng)大的計(jì)算能力可能會(huì)被用來(lái)破解常用的數(shù)字加密形式，雖然沒(méi)人能確切知道這一場(chǎng)景什么時(shí)候會(huì)發(fā)生。

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這場(chǎng)數(shù)據(jù)隱私的世界末日雖仍未實(shí)現(xiàn)，但這已經(jīng)引發(fā)了一些極具破壞性的網(wǎng)絡(luò)攻擊現(xiàn)象的出現(xiàn)。例如，有些黑客正在收集加密信息，以期日后在量子計(jì)算機(jī)的幫助下將之解碼。

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但是可以用量子計(jì)算機(jī)本身來(lái)防范其帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)安全威脅，日前剛剛合并成立的量子計(jì)算公司——Quantinuum提供了一種防御措施：其子公司Cambridge Quantum宣布，Quantum Origin將為客戶(hù)提供量子計(jì)算機(jī)生成的隨機(jī)數(shù)來(lái)創(chuàng)建加密密鑰。

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當(dāng)前，許多加密系統(tǒng)依賴(lài)于隨機(jī)數(shù)的生成，但大多數(shù)隨機(jī)數(shù)生成器也僅是提供近似隨機(jī)性。也就是說(shuō)，如果攻擊者知道其中的生成算法，就可以輕松地對(duì)其進(jìn)行逆向工程。例如，一些公司利用經(jīng)典物理學(xué)中的自然現(xiàn)象，例如流體動(dòng)力學(xué)的難以預(yù)測(cè)性，來(lái)創(chuàng)建隨機(jī)數(shù)。但實(shí)際上這并非完全隨機(jī)，攻擊者一旦知道其正在使用的自然現(xiàn)象或一些潛在模式，就可以輕松地破解加密。

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現(xiàn)在不需要使用量子計(jì)算機(jī)，也能利用這種偽隨機(jī)數(shù)的漏洞進(jìn)行攻擊。正如愛(ài)德華·斯諾登 (Edward Snowden) 在揭示泄密事件中所猜測(cè)的那樣：缺乏真正的隨機(jī)性，可能是美國(guó)國(guó)家安全局得以破解大量數(shù)字通信加密的原因之一。

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相比之下，使用量子力學(xué)原理產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)是能夠?qū)崿F(xiàn)真正地隨機(jī)性的，例如觀察處于量子狀態(tài)的亞原子粒子的自旋，在觀察到粒子的瞬間之前，是無(wú)法預(yù)測(cè)粒子的自旋是什么樣的。這些隨機(jī)數(shù)既可以用于現(xiàn)有的加密服務(wù)中，例如 RSA和AES；同時(shí)也可以用于新的加密方案，例如美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院 (NIST)已經(jīng)正在考慮采用這種方法，探索更強(qiáng)大的量子計(jì)算防御的可能。

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Cambridge Quantum談到，將使用最初由霍尼韋爾開(kāi)發(fā)的System Model H1量子計(jì)算機(jī)來(lái)為加密密鑰創(chuàng)建隨機(jī)數(shù)。System Model H1量子計(jì)算機(jī)通過(guò)離子阱技術(shù)來(lái)創(chuàng)建其量子比特，由于離子阱的相干時(shí)間更長(zhǎng)，所以相比于擁有更多量子比特的IBM、谷歌和Rigetti 等競(jìng)對(duì)們，System Model H1量子計(jì)算機(jī)的10個(gè)量子位能夠更準(zhǔn)確地執(zhí)行某些計(jì)算。

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Cambridge Quantum表示，Quantum Origin將以云服務(wù)的形式向客戶(hù)提供加密密鑰服務(wù)。這是該公司自合并以來(lái)發(fā)布的第一個(gè)商業(yè)產(chǎn)品 。

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Cambridge Quantum網(wǎng)絡(luò)安全主管 Duncan Jones 講到，公司將按照每月每個(gè)密鑰的模式對(duì)加密密鑰定價(jià)，同時(shí)根據(jù)客戶(hù)購(gòu)買(mǎi)的密鑰數(shù)量給出相應(yīng)的優(yōu)惠。Duncan Jones并未透露具體費(fèi)用，不過(guò)他講到現(xiàn)在的云服務(wù)公司通常對(duì)不帶隨機(jī)性保證的密鑰收取每個(gè)月約1美元的費(fèi)用。

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據(jù)Quantinuum消息，目前已經(jīng)在進(jìn)行試點(diǎn)的項(xiàng)目有：富士通正在將Quantum Origin集成到其廣域通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品中；Axiom Space在其正在建設(shè)的商業(yè)空間站中采用Quantum Origin加密密鑰來(lái)保障通信鏈路安全。??

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當(dāng)然，Quantinuum 并不是唯一一家使用量子力學(xué)原理來(lái)生成加密隨機(jī)數(shù)的公司，此外還有Quintessence Labs、ID Quantique 和 Quside Technologies。但Quantinuum是第一家使用通用量子計(jì)算機(jī)生成隨機(jī)數(shù)的公司，同時(shí)宣稱(chēng)能夠比其它公司更快、更低成本地生成隨機(jī)數(shù)。

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迄今為止，隨機(jī)數(shù)生成服務(wù)是Quantinuum量子計(jì)算的第一個(gè)商業(yè)化應(yīng)用程序。未來(lái)學(xué)家們可能對(duì)其他潛在應(yīng)用更感興趣，包括開(kāi)發(fā)更好的新材料、更節(jié)能的化學(xué)催化劑，對(duì)重要金融產(chǎn)品進(jìn)行定價(jià)等。

編譯：王珩

編輯：慕一