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量子计算将是下一次IT革命,它将是颠覆性的。这些未来的机器正在建造中,它们可以破解目前使用的最安全的密码。没有什么会是一样的:区块链,电子商务,云,军事通信,甚至人工智能……一切都将被重新设计。时光荏苒。

50年前的1969年,人类首次踏上月球的那一年。这一令人难以置信的壮举无疑是由当时见证的巨大技术进步促成的,这是一个科学的黄金时代,部分原因是战后西方世界经济的快速增长,但也部分原因是不稳定的全球政治局势——今天听起来很熟悉。美国航天局,这个完成了这一传奇里程碑的航天局,在历史上一直是一个迫切需要计算能力的实体。当时最强大的超级计算机,IBM System/360 Model 91,是整个阿波罗计划得以实现的基石:它是技术的杰作,功能强大得令人难以置信,而且非常昂贵,世界上只有少数几个机构能够负担得起一台(总共建造了不到20台)。它可以增加6个MiB的中央内存,总功耗可达数百千瓦,可能比你的厨房还小。可能吧。

今天我们的口袋里装着手持式设备,这些设备的威力比这些古老的计算庞然大物要大很多个数量级。在我们这个快速发展的时代,50年可以改变很多事情,特别是从IT的角度来看。因此,我们很自然地回顾历史,并将这种情况与当今的前沿技术:量子计算进行比较。这不仅仅是一个科技术语:量子计算机今天已经存在了。当然,它们只是原型。就像他们的经典硅祖先一样,他们是令人印象深刻的大,昂贵,复杂的机器,但不是很强大;只有一小部分是存在的,正在被一些大的组织和公司开发和测试。

然而,这些机器很难再被视为处于萌芽阶段:过去几年见证了量子信息处理研发的真正爆发,如果历史趋势意味着什么,我们都知道这会导致什么。在本世纪初仍被认为是科幻小说的东西现在就在眼前:今天有可能在数百公里的距离上发送和处理量子信息,检测和纠正许多量子传输错误,制造具有近百个量子位内存的机器——而以前仅仅制造一个量子位内存是一个挑战。根据许多研究人员的说法,100个量子比特是我们开始观察"量子霸权"的边界(也就是说,能够解决最强大的超级计算机几乎不可能解决的问题),感觉我们可能不需要再等50年才能见证下一场it革命。

因此,是时候开始展望未来,了解这一切可能带来的潜在后果了。在这篇文章中,我们要看看什么是量子计算机,为什么它很重要,以及它对面向未来的CISO战略的意义。

什么是量子计算机?

量子计算机(QC)的概念最早由著名物理学家理查德·费曼于1981年提出。他研究的是预测和解释某些物理系统行为的问题,经典计算机通常非常擅长的一项任务:例如,想想计算炮弹弹道的问题,这是(不幸的)计算机的最初用途之一。现在,这对于受牛顿物理定律控制的大系统来说非常有效,不限域名高防cdn,但问题是,当系统的尺度缩小到微观水平时,这些定律就停止工作了。这一现象自19世纪末就为物理学家所知,是因为在这样的尺度下牛顿物理学无法正确地近似自然界的行为,而量子力学(QM)定律(更为复杂)更好地描述了这一点;然而,防御cc攻击软件,尽管后者侧重于描述天文上大的系统,QM打算描述纳米尺度(百万分之一毫米及更小)的系统。这就是发生化学反应的规模,因此质量管理被证明是开发我们今天使用的材料和工程技术的不可或缺的工具。我们在这里讨论的是非常非常具体的问题,比如"什么是提高氨气工业生产的最佳化学催化剂?"或者"什么是提高智能手机电池寿命的最佳材料?"。不幸的是,即使在QM的帮助下,解决其中一些问题所需的计算也非常复杂,即使是世界上所有的超级计算机加在一起也需要太长的时间(科学家们谈论的是"宇宙年龄的许多倍")。这就是费曼最初的想法:既然自然界在这个尺度上表现出量子行为,那么为了解决这些问题,建造一台本质上遵循相同量子定律的计算机怎么样?

这个最初的想法后来发展起来,不久QC的理论模型就诞生了。在最一般的形式中,QC是一台能够对量子数据执行计算(即:输入输入、执行转换和提取输出)的机器。量子数据存储在某些(通常是微观的)物理系统中,并通过用户控制的物理变换进行操作。量子数据(通常表示为称为"量子位"或"量子位"的基本系统的量子状态)编码量子信息。这可以包含经典信息(bits),但也包括"异国情调"类型的信息,这些信息的行为与我们对计算机数据的直观思考方式截然不同。例如,某些量子信息在物理上是不可能复制的(QM定律中有一个非常有趣的东西,叫做"不可克隆定理")。然而比特可以处于0或1状态,单个量子比特可以处于两种状态之间的连续状态(这称为"叠加",有点像说QC可以表示颜色的全光谱,而经典计算机只能表示黑色和白色两种颜色)。此外,某些量子系统可以通过超出光速的随机扰动相互影响,甚至在天文距离(这种现象是所谓"纠缠"的结果),但与通常的误解相反,它不允许在任何情况下比光更快地传递信息…另一个违反QM直觉的事实!)。

在最常见的概念中,QC是这样工作的:首先,从一个(经典的)输入开始,输入你想要解决的某个问题(例如,一个你想要计算其平方根的数字)。然后,将你的经典输入编码到一个量子内存寄存器中(也就是说,一个由量子比特组成的物理系统)。寄存器的物理性质和将经典信息编码到寄存器中的确切程序因所使用的特定工程技术而异-目前有不同的竞争替代方案。通常,它包括从系统的"空白状态"开始(想象一个空磁带),并将其带到所需的输入状态。在这一点上,QC正确地执行计算:在存储器寄存器上的变换,通常进一步分解为一系列称为量子门的基本量子操作,根据所使用的技术(激光束、调制微波脉冲等)以不同的方式实现。在序列的末尾,根据问题和输入的大小,cc攻击防御器,序列可以多多少少地长,在量子寄存器上获得最终状态。最后一步涉及从寄存器中提取一个经典输出(在我们的示例中,是输入的平方根),这个过程称为"测量"。最后一部分是最有趣的部分,因为QC本质上是概率的:由于叠加原理,在计算结束时,量子寄存器将处于问题的不同可能经典答案的"混合"中。通常,这些答案中只有一个是正确的(在我们的例子中,是数字的平方根),而其他的是…垃圾!这里的诀窍(以及设计量子计算机程序或"量子算法"的科学家面临的真正挑战)是确保在计算过程中,服务器防御ddos操作,问题的错误答案"相互抵消"(另一种称为"干扰"的QM现象),类似于两个海浪以某种方式交叉时对彼此的抵消作用),而正确答案是"增强"。这样,寄存器的最终状态将"以高概率"对问题的正确答案进行编码,测量将返回该答案而不是垃圾。

通过使用这种方法,可以执行经典计算机可以执行的任何类型的计算,尽管更复杂。因此,专家们设想,在可预见的未来,QC将不再是"独立的机器",而是更类似于特殊的硬件附加组件或协处理器,将并行集成到经典计算机中。不幸的是,虽然QC背后的理论工作完美无瑕,但在实践中,由于需要巨大的工程努力,这些机器极难制造。由于实现量子比特所需的物理系统是如此微小和微妙,任何微小的环境噪声或扰动都会干扰计算,并导致无法恢复的错误。这种被称为"退相干"的现象是QCs在今天的实践中还不能完全使用的主要原因。为了避免退相干,高防cdn推荐,工程师们必须设计特殊的抑制方法来屏蔽qua

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DDoS防御专家简介孤之剑
国内资深白帽子二十人组成员,前BAT资深网络安全工程师,知名网络安全站点板块大神,每年提交Google及微软漏洞,原sina微博负载插件开发者,现在整体防御复合攻击长期接受1-4.7T攻击,CC防护自主开发指纹识别系统,可以做到99.9999%的无敌防御。
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