量子计算怎么一下子成了"国家安全"下一个战场?
量子计算正迅速从实验室走向地缘政治博弈的中心。这项被业内人士预测最快五年内可能实现重大突破的技术，既能加速救命药物的研发，也能在瞬间破解所有数字加密系统。随着中美两国在该领域竞争加剧，量子技术已成为继半导体之后又一个国家安全关键赛道。
日前，据华尔街日报消息，D-Wave Quantum Inc.、Rigetti Computing Inc.、IonQ Inc.和Quantum Computing Inc.等美国主要上市量子计算公司可能很快获得政府战略投资。尽管白宫随后否认正在与量子计算公司进行讨论，但这一消息已重新点燃市场对量子技术股的乐观情绪。
报道称，随着IonQ宣布实现99.99%的门保真度突破，业内普遍认为距离"量子优势"这一关键拐点仅剩三至五年。技术临界点的迫近，正在将量子计算从学术话题转变为国家安全的紧迫议题。
而量子计算的国家安全意义核心在于其对现有加密体系的威胁。IonQ全球产业关系高级副总裁Marco Pistoia警告，未来"对一个国家的攻击很可能是量子攻击，破解政府、银行或医疗机构的敏感通信"。这促使各国政府加速布局后量子密码学，并将量子技术视为关键基础设施。
同时，地缘政治因素正在为量子投资注入紧迫性。根据麦肯锡报告，中国已宣布在量子技术领域投入超153亿美元的政府资金，远超美国政府32亿美元的投资规模。美国银行研究所周四发布的报告指出，人工智能与量子计算的结合可能开启新的技术进步层级，AI加速量子发展，而量子为AI提供必要的计算能力。
技术突破临近引发投资热潮
量子计算的商业化前景正在加速显现。Rigetti Computing首席执行官Subodh Kulkarni表示，业内普遍认为距离"量子优势"这一关键拐点还有三至五年，部分公司的预期更为激进。
Kulkarni将量子优势定义为四个标准：至少1000个量子比特、至少99.9%的双量子比特门保真度、最多15纳秒的门速度以及某种形式的纠错能力。本周早些时候，IonQ宣布成为"首家也是唯一一家"实现99.99%双量子比特门保真度的量子计算公司。
伊利诺伊大学香槟分校物理学教授Elizabeth Goldschmidt指出，传统计算机以0或1的二进制位存储信息，而量子计算机使用量子比特，利用亚原子物理规则同时处理多种状态的信息，这使其能够解决传统计算机无法处理的大规模优化问题。
尽管Rigetti、D-Wave和Quantum Computing等公司股价在过去一年涨幅高达3100%，但这些公司仍未实现盈利，因为技术尚未达到商业化所需的规模和可行性。Informed Momentum Company首席投资官Travis Prentice表示：
"技术进步相当迅速，股价表现大幅跑赢市场，但商业化收入何时到来仍不明朗。"
Kulkarni预计，在实现量子优势后的八至十年内，将出现第二个拐点——容错量子计算的出现，届时量子计算机将能够以远超传统计算机的方式处理任何应用。
加密破解能力成双刃剑
量子计算最令政府既兴奋又担忧的能力是其加密破解潜力。Kulkarni指出，传统计算机破解简单的128位加密需要一千年，因为涉及多个可同时变化的变量。但量子计算机的设计使其在解决近乎不可能的加密问题上具有优势。
目前大多数信息使用128位加密，但Kulkarni认为量子计算机甚至能破解军方等高级组织使用的最安全版本AES-256加密。这种加密依赖同一密钥进行加密和解密，其安全性建立在传统计算机难以破解密钥的基础上。
"当政府被黑客攻击时，加密和解密密钥保护着被盗数据，"Kulkarni说。"担忧在于，一旦量子计算机能够相对轻松地破解加密密钥，这些数据将完全向任何人开放。这就是各国政府感兴趣和担忧的原因。"
IonQ行业关系高级副总裁Marco Pistoia表示，未来"对一个国家的攻击很可能是量子攻击，解密政府、银行或医疗机构的敏感通信"。这一威胁促使拜登政府签署了《量子计算网络安全准备法案》，要求联邦机构将脆弱系统迁移至抗量子加密技术。
政府与企业加速布局
量子技术并非美国政府的新关注点。
2018年，特朗普(专题)在首个任期内签署了《国家量子倡议法案》，授权在五年内为量子研发提供12亿美元资金。拜登政府的2022年《芯片与科学法案》将量子技术列为关键基础设施领域，并提供额外资金支持。
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日前，据华尔街日报消息，D-Wave Quantum Inc.、Rigetti Computing Inc.、IonQ Inc.和Quantum Computing Inc.等美国主要上市量子计算公司可能很快获得政府战略投资。尽管白宫随后否认正在与量子计算公司进行讨论，但这一消息已重新点燃市场对量子技术股的乐观情绪。
报道称，随着IonQ宣布实现99.99%的门保真度突破，业内普遍认为距离"量子优势"这一关键拐点仅剩三至五年。技术临界点的迫近，正在将量子计算从学术话题转变为国家安全的紧迫议题。
而量子计算的国家安全意义核心在于其对现有加密体系的威胁。IonQ全球产业关系高级副总裁Marco Pistoia警告，未来"对一个国家的攻击很可能是量子攻击，破解政府、银行或医疗机构的敏感通信"。这促使各国政府加速布局后量子密码学，并将量子技术视为关键基础设施。
同时，地缘政治因素正在为量子投资注入紧迫性。根据麦肯锡报告，中国已宣布在量子技术领域投入超153亿美元的政府资金，远超美国政府32亿美元的投资规模。美国银行研究所周四发布的报告指出，人工智能与量子计算的结合可能开启新的技术进步层级，AI加速量子发展，而量子为AI提供必要的计算能力。
技术突破临近引发投资热潮
量子计算的商业化前景正在加速显现。Rigetti Computing首席执行官Subodh Kulkarni表示，业内普遍认为距离"量子优势"这一关键拐点还有三至五年，部分公司的预期更为激进。
Kulkarni将量子优势定义为四个标准：至少1000个量子比特、至少99.9%的双量子比特门保真度、最多15纳秒的门速度以及某种形式的纠错能力。本周早些时候，IonQ宣布成为"首家也是唯一一家"实现99.99%双量子比特门保真度的量子计算公司。
伊利诺伊大学香槟分校物理学教授Elizabeth Goldschmidt指出，传统计算机以0或1的二进制位存储信息，而量子计算机使用量子比特，利用亚原子物理规则同时处理多种状态的信息，这使其能够解决传统计算机无法处理的大规模优化问题。
尽管Rigetti、D-Wave和Quantum Computing等公司股价在过去一年涨幅高达3100%，但这些公司仍未实现盈利，因为技术尚未达到商业化所需的规模和可行性。Informed Momentum Company首席投资官Travis Prentice表示：
"技术进步相当迅速，股价表现大幅跑赢市场，但商业化收入何时到来仍不明朗。"
Kulkarni预计，在实现量子优势后的八至十年内，将出现第二个拐点——容错量子计算的出现，届时量子计算机将能够以远超传统计算机的方式处理任何应用。
加密破解能力成双刃剑
量子计算最令政府既兴奋又担忧的能力是其加密破解潜力。Kulkarni指出，传统计算机破解简单的128位加密需要一千年，因为涉及多个可同时变化的变量。但量子计算机的设计使其在解决近乎不可能的加密问题上具有优势。
目前大多数信息使用128位加密，但Kulkarni认为量子计算机甚至能破解军方等高级组织使用的最安全版本AES-256加密。这种加密依赖同一密钥进行加密和解密，其安全性建立在传统计算机难以破解密钥的基础上。
"当政府被黑客攻击时，加密和解密密钥保护着被盗数据，"Kulkarni说。"担忧在于，一旦量子计算机能够相对轻松地破解加密密钥，这些数据将完全向任何人开放。这就是各国政府感兴趣和担忧的原因。"
IonQ行业关系高级副总裁Marco Pistoia表示，未来"对一个国家的攻击很可能是量子攻击，解密政府、银行或医疗机构的敏感通信"。这一威胁促使拜登政府签署了《量子计算网络安全准备法案》，要求联邦机构将脆弱系统迁移至抗量子加密技术。
政府与企业加速布局
量子技术并非美国政府的新关注点。
2018年，特朗普(专题)在首个任期内签署了《国家量子倡议法案》，授权在五年内为量子研发提供12亿美元资金。拜登政府的2022年《芯片与科学法案》将量子技术列为关键基础设施领域，并提供额外资金支持。
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