量子加密幣
A. 誰告訴我vfp幣是什麼可以買嗎
要存儲貨幣值或精絕羨確金融計算,請使用 貨幣型 數據類型來代替 數值型。
提示:
可以使用讓宏空 NTOM( ) 和 MTON( ) 函數將 數值型 和 貨幣型 值來回轉換。更多的信息,請參見 數值型數據類型,NTOM( ) 函數 和 MTON( ) 函數。
要指派 貨幣型 數據類型,請使用美元符號:
money = $50.33
moremoney = $675.43886
如果在貨幣表達式中指定了四位以上的小數,Visual FoxPro 在計算該表達式之前會將表達式四捨五入到四位。在該示例中,變數 moremoney 在內部被四捨五入為 675.4389。
當在瀏覽(Browse)窗口、欄位中被顯示,或在屏幕中被列示時,貨幣型 欄位會遵從 SET CURRENCY 這樣的坦瞎系統設置。
有關 貨幣型 數據類型的詳細說明,請參見 Visual FoxPro 數據和欄位類型。
B. 加密貨幣能否對抗量子攻擊
現有的加密貨幣大部分使用橢圓曲線密碼技術,橢圓曲線密碼技術又可能在5-10年內被量子計算機破解,存在安全隱患。ABE/艾比幣為了對抗量子攻擊,升級現賣春有的加密演算法,將橢圓曲線密碼技術升級為掘配局格密碼技術。ABE提判讓出基於格的可鏈接環形簽名,而基於格的密碼機制是用於對抗量子計算攻擊演算法的最有效方法之一。。
C. 量子是什麼
問題一:量子是什麼? 在微觀領域中,某些物理量的變化是以最小的單位跳躍式進行的,鼎不是連續的,這個最小的單位叫做量子。盡管量子極小,但如果不把它加入理論中,就無法成立。量子可以加密是因為它也有0,1兩個量子位,他的優點在於,每當有人試圖破解量子密鑰而偷看光子束時,這個觀測就會影響到其他的性質,從而被發現。也就是說,運用這種技術能做出無法破解的密碼。預計這將是防禦量子計算機密碼破解的唯一手段。(量子計算機靠操控糾纏態來破解密鑰,一旦真正的量子計算機被製造,現有的所有密碼都將失去安全性,被輕易破解)
問題二:量子是什麼東西? 量子一詞來自拉丁語quantus,意為「多少」,代表「相當數量的某事」。在物理學中常用到量子的概念,量子是一個不可分割的基本個體。例如,一個「光的量子」是光的單位。而量子力學、量子光學等等更成為不同的專業研究領域。
其基本概念是所有的有形性質也許是可量子化的。量子化 指其物理量的數值會是一些特定的數值,而不是任意值。例如,
在(休息狀態)的原子中,電子的能量是可量子化的。這能決定原子的穩定和一般問題。
在20世紀的前半期,出現了新的概念。許多物理學家將量子力學視為了解和描述自然的的基本理論。
問題三:何謂量子什麼是量子 我也不復制
量子其實不神秘。
量子其實是說物理量是某個最小單位的整數倍,不能出現這個最小單位的分數被。而且這個單位也不能再分。
生活中也有很多的量子概念。 比如:人民幣的最小單位是1分。這個1分,就是量子。 雖然電子交易和算利息的時候,會用到離,但是實際上不會出現一離錢,實際的錢最少是1分。
還有,電荷的電量,也只能是電子帶電量的整數倍,稱為電荷是量子化的。
再比如。人數,也只能是1的整數倍,不能出現半個人,所以人數,也是量子化的。
量子力學之所以很深奧,是因為它與人們的傳統認識相去甚遠而已。 比如量子力學說電子在原子核內部,只能處在特殊的位置,不能想在那就在哪,稱為軌道的量子化,電子從一個能級軌道,到另一個能級軌道,是直接躍遷過去的,是沒有「走動」這個過程。
還有光的量子效應,以前人們認為光就是一種連續的能量傳播,但是一些現象表明,光是由光子組成的,光的能量是一份一份的,光子的能量不能再分了。
總之,量子,就是「不連續」。這與人們生活中的連續有很大不同,所以沒學過的人,覺得很難接受。
生活中之所以感覺不到量子,是因為宏觀上量都比較大,就好比你有很多錢,就不在乎一分錢了,但是你的錢的確只能是一分錢的整數倍。 到了微觀領域,就不得不考慮量子效應了。
panlonly亂彈
問題四:請問「量子」是什麼意思? 比如測物體的重量,得到的數值(用任何一種合適的單位)可以是任意實數――小數點後可以有陸畢任意位數值,只要你採用的儀器足夠精密;但你若清點人數,不論怎樣都不能用有小數點後數值的實數,只能用自然數。最相鄰的自然數之間的差距是有限的數值1,而不存在最相鄰的兩個實數,因為任意靠近的兩個實數之間都可以插入任意多的介於那兩個實數之間的別的實數。所以自然數是跳躍的、分立的、斷續的,非連續的,亦即量子化的,而實數則是連續的,非量子化的。小結:量子化的量,存在最相鄰的量;連續的量,不存在最相鄰的量。
網路的說法有不妥之處:比如氫原子的量子化的能級正比於1/nn(n是自然數),最相鄰的兩個能級之間的差正比於1/n^2-1/(n+1)^2=(2n+1)/[n(n+1)]^2,當n很大時,上式可簡化為2/n^3,n可任意大,所以,相鄰能級差可任意小――這里不存在網路所說的「最小的基本單位」。量子不量子的關鍵不在於有沒有最小的單元,而在於有沒有最相鄰的量。
問題五:量子是什麼東西?有什大態么性質?有多大呢? 量子(quantum)是現代物理的重要概念。最早是M・普朗克在1900年提出的。他假設黑體輻射中的輻射能量是不連續的,只能取能量基本單位的整數倍。後來的研究表明,不但能量表現出這種不連續的分離化性質,其他物理量諸如角動量、自旋、電荷等也都表現出這種不連續的量子化現象。這同以牛頓力學為代表的經典物理滾悉源有根本的區別。量子化現象主要表現在微觀物理世界。描寫微觀物理世界的物理理論是量子力學。
一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位,則這個物理量是量子化的,並把最小單位稱為量子。
量子英文名稱量子一詞來自拉丁語quantus,意為「有多少」,代表「相當數量的某物質」。在物理學中常用到量子的概念,指一個不可分割的基本個體。例如,「光的量子」(光子)是光的單位。而延伸出的量子力學、量子光學等成為不同的專業研究領域。其基本概念為所有的有形性質是「可量子化的」。「量子化」指其物理量的數值是特定的,而不是任意值。例如,在原子中,電子的能量是可量子化的。這決定原子的穩定和一般問題。在20世紀的前半期,出現了新的概念。許多物理學家將量子力學視為了解和描述自然的的基本理論。
問題六:什麼叫量子? 「量子的定義是什麼?」
――所謂量子化就是不能用連續的數量(實數)來計量,只能用自然數或整數或半整數或部分的實數(即不能用全部的實數)這樣不連續的數來計量。至於量子,沒有十分嚴格的定義,它通常可以指粒子、也可以指那些可能分立的(即非連續的)各種物理量(如能量量子、角動量量子、電量量子),注意,某些運動也是可能不連續的,故也可用量子稱之。
「怎樣算是非連續的?」
――比如測物體的重量,得到的數值(用任何一種合適的單位)可以是任意實數――小數點後可以有任意位數值,只要你採用的儀器足夠精密;但你若清點人數,不論怎樣都不能用有小數點後數值的實數,只能用自然數。最相鄰的自然數之間的差距是有限的數值1,而不存在最相鄰的兩個實數,因為任意靠近的兩個實數之間都可以插入任意多的介於那兩個實數之間的別的實數。所以自然數是跳躍的、分立的、斷續的,非連續的,亦即量子化的,而實數則是連續的,非量子化的。小結:量子化的量,存在最相鄰的量;連續的量,不存在最相鄰的量。
「不少地方說:一個物理量如果有最小的單元而不可連續的分割,就說這個物理量是量子化的,並把最小的單元稱為量子。」
――基本正確,但有不妥之處:比如氫原子的量子化的能級正比於1/nn(n是自然數),最相鄰的兩個能級之間的差正比於1/n^2-1/(n+1)^2=(2n+1)/[n(n+1)]^2,當n很大時,上式可簡化為2/n^3,n可任意大,所以,相鄰能級差可任意小――不存在網路所說的「最小的單元」。量子不量子的關鍵不在於有沒有最小的單元,而在於有沒有最相鄰的量。
問題七:量子是什麼。 一個物理量如果有最小的單元而不可連續的分割,我們就說這個物理量是量子化的,並把最小的單元稱為量子。-網路梗科
量子化是有一定條件的,比如能量,在非束縛態的情況下就是非量子化的,也即能量可以連續取值。只有在束縛態的情況下,物體能量的值受到了某種約束,才使得它只能取一系列離散的值。
關於束縛態的解釋:對物質的位置,能量等施加一定的約束,比如說一個不受任何外力的球就處於非束縛態,當用一根繩子綁住球,使它不能到處亂滾,球就處於束縛態了。注意,如果拉住球的力量不夠大,使球仍然可以跑到任意位置去的話,就還不能算束縛態,應算作非束縛態
黑洞是廣義相對論中質量大到使周圍時空發生嚴重扭曲,所有物質,甚至光子也不能從中逃逸的一種物質形態。(其實在量子論中,黑洞也是會向外輻射能量的)
D. 目前國內公鏈有多少
國內有3大公鏈:NEO小蟻、Qtum量子鏈、LCC數字鏈。
NEO小蟻:
NEO小蟻成立於2014年,2015年6月在github開源。NEO公鏈的特點就是能夠通過點對點網路、拜占庭容錯、數字證書、智能合約等一系列的技術組合,可以將區塊鏈的應用變得更加的安全、高效。
Qtum量子鏈:
量子鏈是一個通過合作夥伴和第三方協作建立的一個合約樞紐,適用於各種行業。將商業智能合約的開發進行了標准化、包括將自然語言的合約轉換成機器可讀的智能合約,容錯率較高。對於第三方來說,可以利用量子鏈的協助來完成和用戶的對接。
LCC數字鏈:
2017年11月上線
相對於其他的兩個公鏈,不管是上漲幅度還是市值,都有巨大的成長空間,看好LCC還有以下幾點:
1.數字鏈採用純正的POW機制,比pos更公平 更機械 更去中心。
2.智能合約,超導共識,納米節點
3.是目前的公鏈裡面 最容易上手 最低門檻 任何電腦可以參與網路,可以實現真正的全民區塊鏈。
4.不斷地有應用落地:區塊棋牌、區塊城市 等等
以比特幣為首的數字加密貨幣市場中,存在著一種名叫公有鏈的基礎智能合約。嚴格來講目前的比特幣也是屬於公有鏈,其次就是最知名的以太坊,這些都是經過了長達數年時間市場檢驗過後的,依舊能夠在數字談答貨幣市值排行榜中占據第一名和第二名的存在。
如果非要糾結於國內的公有鏈,2016年左右伴隨著以太坊的崛起國內很多的山寨數字貨幣開始打著區塊鏈的名義進軍公有鏈做起了智能合約。 當時風頭比較大的基本上就是NEO小螞蟻、量子QTUM、ONT本體這三個,這三者在2017年的比特幣牛市周期中被譽為國內最有希望能夠超越以太坊的公有鏈。
但是目前的市值大家也看到了排名第23位的小螞蟻NEO以及排名第63位的量子QTUM基本上已經被劃到了山寨幣的裡面,包括排名在80名開外的本體更是如此。所以我們能夠看到智能合約市場中致力於做公有鏈的數字貨幣,基本上還是屬於頭部的以太坊和比特幣。
所以不要糾結於國內或者國外數字貨幣之說,因為本身以比特幣為首的虛擬加密數字貨幣市場,它就是沒有國界芹滑之分的,它存在於整個互聯網市場依託於整個的市場節點來正常運行。
最近比較火的MGS
GOSCHAIN(國金公鏈)
國金公鏈是一種全新的區塊鏈體系架構,定位為易用的高性能區塊鏈平台,旨在實現分布式應用的性能擴展,以滿足現實世界的真實需求。國金公鏈整合了以EOS、以太坊為代表的公有鏈以及超級賬本為代表的聯盟鏈的諸多優勢,實現了區塊鏈系統的高速率、穩定性、安全性及易用性,使得基於區塊鏈技術的分布式應用開發更具創新及更為高效。
國金公鏈通過創建一個可以構建應用程序的類似分布式雲平台的架構,提供帳戶、身份與授權管理、策略管理、資料庫、非同步通信以及在數以千計的CPU、GPU或Cluster群集上的程序調度,通過低延時高並發硬體加速技術實現了秒級確認。系統平台同時提供豐富的模塊化應用和免費插件,可以直接實現企業及開發者團隊的各種功能要求,安裝簡單且操作方便,使企業能低成本實現系統開發、運營、交易及獲取客戶。2019年3月,國金公鏈技術測評結果顯示,實測系統吞吐量穩定達到TPS 16383,整體性能表現強勁。
目前,國金公鏈旗下已開發全民數據鏈、全國上鏈商品總庫、直采鏈、政務鏈、安農鏈、幻影鏈等十幾條側鏈,覆蓋社交、電商、供應鏈、政務、醫療、農業、5G等多個領域,在賦能我國實體產業創新發展的道路上已然走在前列。2020年,國金公鏈主要圍繞「人上鏈」、「物上鏈」、「行為上鏈」三大核心模塊,全新升級區塊鏈賦能實體產業理論與路徑,將推動區塊鏈賦能實體產業進入「內驅動力」時代。
GMPC混合鏈,最牛逼的技術和生態
小蟻,本體,比原鏈,
GKC很不錯
誇克qki是不是公鏈含首慧
也就這個了,請給足時間。
最牛逼的公鏈當屬Conflux,性能與共識均屬於世界級的,在國產自主可控的國家意志下,肯定會成為國產區塊公鏈一哥,只是他目前不公募不發幣,無法炒作。(不過,作為區塊鏈經濟實驗的重要一環,而且是要沖擊世界級公鏈,其實個人認為其Token還是非常有必要上線交易所流通,才能更多的擴大影響力,吸引更多的開發者和用戶,一起繁榮生態才有出路;不然的話,最多就是在大B端有市場)
其次才是NervOS,然後才是TRON,ont,qtum,true,iris,qkc,迅雷鏈等等,這些鏈的Token都已經上線各大交易所,流通性好。
E. 為什麼需要抗量子攻擊的加密貨幣
隨著
量子計算機
出現,用量子計算機的量子攻擊迅稿粗可以解決底層數學問題,加密貨幣的安全基礎就不畝鎮復存在。加密貨幣有必要開始著手推進抗量子攻擊的方案。ABE/
艾比
幣為了敬茄對抗量子攻擊,升級現有的
加密演算法
,將
橢圓曲線
密碼技術
升級為格密碼技術。
F. 目前現有的計算機技術(比如量子計算機),能破解比特幣網路嗎
不可以的,悔納理論上來說量子計算機確實可以碧凳沒破解現在任何加密技術,但量子計算機現在還在實驗室階段,至少粗凳還需要10幾年才能達到破解比特幣的程度。比特幣採用的加密技術都是目前的主流技術,連銀行和政府都在用,如果可以破解早就引起恐慌了。
G. 強大的量子計算機可以破解加密並解決經典計算機無法解決的問題
強大的量子計算機可以破解加密並解決經典機器無法解決的問題。雖然目前還沒有人成功製造出這樣的設備,但最近我們看到了進步的步伐——那麼,會是新的一年嗎?目前,注意力集中在一個被稱為量子霸權的重要里程碑上:在合理的時間范圍內,量子計算機能夠完成經典計算機無法完成的計算。
谷歌在2019年首次使用具有 54 個量子位(常規計算位的量子等價物)的設備來執行稱為隨機抽樣計算的基本上無用的計算,從而實現了這一目標。2021 年,中國科學技術大學的一個團隊使用 56 個量子比特解決了一個更復雜的采樣問題,後來又用 60 個量子比特將其推得更遠。
但IBM 的Bob Sutor表示,這種跨越式 游戲 是一項尚未產生真正影響的學術成就。只有當量子計算機明顯優於經典計算機並且能夠解決不同問題時,才能實現真正的霸權,而不是目前用作基準的隨機抽樣計算。
他說,IBM 正在努力實現「量子商業優勢」——在這一點上,量子計算機可以比傳統計算機更快地為研究人員或公司解決真正有用的問題。Sutor說,這還沒有到來,也不會在新的一年到來,但可以預期在十年內。
量子軟體公司Classiq的聯合創始人Nir Minerbi則更為樂觀。他認為,新的一年將在一個有用的問題中展示量子霸權。
還記得第一輛電動 汽車 問世的時候嗎?它們對於開車去雜貨店很有用,但也許不適合開車300公里送孩子上大學。就像電動 汽車 一樣,量子計算機會隨著時間的推移變得越來越好,使其在更廣泛的應用中發揮作用。
解決實際問題存在許多障礙。首先是設備需要數千個量子比特才能做到這一點,而且這些量子比特也必須比現有的更穩定和可靠。研究人員很可能需要將它們分組在一起,以作為單個「邏輯量子比特」工作。這有助於提高保真度,但會削弱規模的改進:數千個邏輯量子位可能需要數百萬個物理量子位。
隨著時間的推移,量子計算機會變得更好,在一系列應用中變得有用
研究人員還致力於量子糾錯,以在出現故障時對其進行修復。谷歌在2021年7月宣布,其Sycamore處理器能夠檢測並修復其超導量子比特中的錯誤,但執行此操作所需的額外硬體引入的錯誤多於修復的錯誤。馬里蘭州聯合量子研究所的研究人員後來設法用他們捕獲的離子量子比特通過了這個關鍵的收支平衡閾值。
即便如此,現在還為時過早。如果通用量子計算機在新的一年解決了一個有用的問題,那將是「相當令人震驚的」。在任意時間內保護單個編碼的量子位,更不用說對數千或數百萬個編碼的量子位進行計算了。
量子計算機需要多大才能破解比特幣加密或模擬分子?
預計量子計算機將具有顛覆性,並可能影響許多行業領域。因此,英國和荷蘭的研究人員決定 探索 兩個截然不同的量子問題:破解比特幣(一種數字貨幣)的加密以及模擬負責生物固氮的分子。研究人員描述了他們創建的一種工具,用於確定解決此類問題需要多大的量子計算機以及需要多長時間。
這一領域的大部分現有工作都集中在特定的硬體平台、超導設備上,就像 IBM 和谷歌正在努力開發的那樣。不同的硬體平台在關鍵硬體規格上會有很大差異,例如運算速率和對量子比特(量子比特)的控制質量。許多最有前途的量子優勢用例將需要糾錯量子計算機。糾錯可以通過補償量子計算機內部的固有錯誤來運行更長的演算法,但它是以更多物理量子比特為代價的。從空氣中提取氮來製造用於肥料的氨是非常耗能的,改進這一過程可能會影響世界糧食短缺和氣候危機。相關分子的模擬目前甚至超出了世界上最快的超級計算機的能力,但應該在下一代量子計算機的范圍內。
我們的工具根據關鍵硬體規格自動計算糾錯開銷。為了讓量子演算法運行得更快,我們可以通過添加更多物理量子位來並行執行更多操作。我們根據需要引入額外的量子位以達到所需的運行時間,這嚴重依賴於物理硬體級別的操作速率。大多數量子計算硬體平台都是有限的,因為只有彼此相鄰的量子位才能直接交互。在其他平台中,例如一些捕獲離子的設計,量子位不在固定位置,而是可以物理移動——這意味著每個量子位可以直接與大量其他量子位相互作用。
我們 探索 了如何最好地利用這種連接遙遠量子位的能力,目的是用更少的量子位在更短的時間內解決問題。我們必須繼續調整糾錯策略以利用底層硬體的優勢,這可能使我們能夠使用比以前假設的更小的量子計算機來解決影響深遠的問題。
量子計算機在破解許多加密技術方面比經典計算機更強大。世界上大多數安全通信設備都使用 RSA 加密。RSA 加密和比特幣使用的一種(橢圓曲線數字簽名演算法)有一天會容易受到量子計算攻擊,但今天,即使是最大的超級計算機也永遠不會構成嚴重威脅。研究人員估計,一台量子計算機需要的大小才能在它實際上會構成威脅的一小段時間內破解比特幣網路的加密——在它宣布和集成到區塊鏈之間。交易支付的費用越高,這個窗口就越短,但可能從幾分鍾到幾小時不等。
當今最先進的量子計算機只有50-100個量子比特。「我們估計需要30[百萬] 到3億物理量子比特,這表明比特幣目前應該被認為是安全的,不會受到量子攻擊,但這種尺寸的設備通常被認為是可以實現的,未來的進步可能會進一步降低要求。比特幣網路可以對量子安全加密技術執行『硬分叉』,但這可能會由於內存需求增加而導致網路擴展問題。
研究人員強調了量子演算法和糾錯協議的改進速度。四年前,我們估計捕獲離子設備需要 10 億個物理量子比特才能破解 RSA 加密,這需要一個面積為 100 x 100 平方米的設備。現在,隨著全面改進,這可能會顯著減少到僅僅 2.5 x 2.5 平方米的面積。大規模糾錯量子計算機應該能夠解決經典計算機無法解決的重要問題。模擬分子可應用於能源效率、電池、改進的催化劑、新材料和新葯的開發。進一步的應用程序全面存在——包括金融、大數據分析、飛機設計的流體流動和物流優化。
什麼是量子啟示錄?
想像一個加密的秘密文件突然被破解的世界——這就是所謂的「量子啟示錄」。簡而言之,量子計算機的工作方式與上個世紀開發的計算機完全不同。從理論上講,它們最終可能會比今天的機器快很多很多倍。這意味著面對一個極其復雜和耗時的問題——比如試圖解密數據——其中有數十億的多個排列,如果有的話,一台普通的計算機需要很多年才能破解這些加密。但理論上,未來的量子計算機可以在幾秒鍾內完成這項工作。這樣的計算機可以為人類解決各種問題。英國政府正在牛津郡哈威爾投資國家量子計算中心,希望徹底改變該領域的研究。
一種用於量子計算的新語言
Twist是麻省理工學院開發的一種編程語言,可以描述和驗證哪些數據被糾纏在一起,以防止量子程序中的錯誤。時間結晶、微波爐、鑽石,這三個不同的東西有什麼共同點?量子計算。與使用比特的傳統計算機不同,量子計算機使用量子比特將信息編碼為0或1,或兩者同時編碼。再加上來自量子物理學的各種力量,這些冰箱大小的機器可以處理大量信息——但它們遠非完美無缺。就像我們的普通計算機一樣,我們需要有正確的編程語言才能在量子計算機上正確計算。
對量子計算機進行編程需要了解一種叫做「糾纏」的東西,這是一種用於各種量子比特的計算機,它可以轉化為強大的能量。當兩個量子位糾纏在一起時,一個量子位上的動作可以改變另一個量子位的值,即使它們在物理上是分開的,這引起了愛因斯坦對「遠距離幽靈動作」的描述。但這種效力同樣是弱點的來源。在編程時,丟棄一個量子位而不注意它與另一個量子位的糾纏會破壞另一個量子位中存儲的數據,從而危及程序的正確性。
麻省理工學院計算機科學與人工智慧 (CSAIL) 科學家旨在通過創建自己的量子計算編程語言 Twist 來解開謎團。Twist 可以通過經典程序員可以理解的語言來描述和驗證量子程序中糾纏了哪些數據。該語言使用一個稱為純度的概念,它強制不存在糾纏並產生更直觀的程序,理想情況下錯誤更少。例如,程序員可以使用 Twist 表示程序作為垃圾生成的臨時數據不會與程序的答案糾纏在一起,從而可以安全地丟棄。
雖然新興領域可能會讓人感覺有點浮華和未來感,但腦海中浮現出巨大的金屬機器的圖像,但量子計算機具有在經典無法解決的任務中實現計算突破的潛力,例如密碼學和通信協議、搜索以及計算物理和化學。計算科學的主要挑戰之一是處理問題的復雜性和所需的計算量。經典的數字計算機需要非常大的指數位數才能處理這樣的模擬,而量子計算機可能會使用非常少量的量子位來做到這一點——如果那裡有正確的程序。 「我們的語言 Twist 允許開發人員通過明確說明何時不得與另一個量子位糾纏來編寫更安全的量子程序,」麻省理工學院電氣工程和計算機科學博士生、有關 Twist的新論文的主要作者 Charles Yuan 說. 「因為理解量子程序需要理解糾纏,我們希望 Twist 為開發語言鋪平道路,讓程序員更容易應對量子計算的獨特挑戰。」
解開量子糾纏
想像一個木箱,它的一側伸出一千根電纜。您可以將任何電纜從包裝盒中拉出,也可以將其完全推入。
在你這樣做一段時間後,電纜會形成一個位模式——零和一——取決於它們是在裡面還是在外面。這個盒子代表了經典計算機的內存。該計算機的程序是關於何時以及如何拉電纜的一系列指令。
現在想像第二個外觀相同的盒子。這一次,你拉一根電纜,看到它出現時,其他幾根電纜被拉回了裡面。顯然,在盒子內部,這些電纜不知何故相互纏繞。
第二個框是量子計算機的類比,理解量子程序的含義需要理解其數據中存在的糾纏。但是檢測糾纏並不簡單。你看不到木箱,所以你能做的最好的就是嘗試拉動電纜並仔細推理哪些是糾纏的。同樣,今天的量子程序員不得不用手推理糾纏。這就是 Twist 的設計有助於按摩其中一些交錯的部分。
科學家們設計的Twist具有足夠的表現力,可以為著名的量子演算法編寫程序並識別其實現中的錯誤。為了評估Twist的設計,他們對程序進行了修改,以引入某種對於人類程序員來說相對不易察覺的錯誤,並表明Twist可以自動識別錯誤並拒絕程序。
他們還測量了程序在運行時方面的實際執行情況,與現有的量子編程技術相比,它的開銷不到4%。
對於那些擔心量子在破解加密系統方面的「骯臟」名聲的人來說,Yuan 表示,目前還不清楚量子計算機在實踐中能夠在多大程度上實現其性能承諾。「在後量子密碼學方面正在進行大量研究,這些研究之所以存在,是因為即使是量子計算也不是萬能的。到目前為止,有一組非常具體的應用程序,人們在這些應用程序中開發了量子計算機可以超越經典計算機的演算法和技術。」
重要的下一步是使用Twist創建更高級別的量子編程語言。今天的大多數量子編程語言仍然類似於匯編語言,將低級操作串在一起,沒有注意數據類型和函數等東西,以及經典軟體工程中的典型內容。
量子計算機容易出錯且難以編程。通過引入和推理程序代碼的「純度」,Twist 通過保證一段純代碼中的量子位不會被不在該代碼中的位更改,朝著簡化量子編程邁出了一大步。 這項工作得到了麻省理工學院-IBM 沃森人工智慧實驗室、國家科學基金會和海軍研究辦公室的部分支持。
【注釋. 量子計算機】
量子計算機是一種直接利用量子力學現象(如疊加和糾纏)對數據進行運算的計算設備。量子計算背後的基本原理是量子屬性可以用來表示數據並對這些數據執行操作。
盡管量子計算仍處於起步階段,但已經進行了一些實驗,在這些實驗中,量子計算操作是在非常少量的量子比特(量子二進制數字)上執行的。實踐和理論研究都在繼續進行,許多國家政府和軍事資助機構支持量子計算研究,以開發用於民用和國家安全目的的量子計算機,例如密碼分析。
如果可以建造大規模的量子計算機,它們將能夠比我們目前的任何經典計算機(例如 Shor 演算法)更快地解決某些問題。量子計算機不同於DNA計算機和基於晶體管的傳統計算機等其他計算機。一些計算架構(例如光學計算機)可能會使用經典的電磁波疊加。如果沒有一些特定的量子力學資源,例如糾纏,推測不可能超過經典計算機的指數優勢。
H. 量子技術將在哪些領域大顯身手
它將在感測與測量、通信、模擬、高性能計算等領域擁有廣闊的應擾胡用前景,並有望在物理、化學、生物與材料科學等基礎科學領域帶來突破,未來可能顛覆包括人工智慧領域在內的眾多科學領域:
量子感測與計量:用途多多
量子加密通信:安全性更高
量子模擬:建模材料最可能
量子計算:未來研究顯神通
量子感測與計量:用途緩或攔多多
QIS在感測與計量領域有多種用途。利用糾纏現象,可將不同的量子系統彼此相連,對一個系統的測量會影響另一個系統的結果——即使這些系統在物理上是分開的。兩個量子系統處於略有不同的環境中,可通過彼此干涉提供有關環境的信息,從理論上講,這種原子干涉儀提供的感知性能要比傳統技術高出幾個數量級。原子干涉儀除用於慣導外,還可改裝為重力儀,以及用於地球系統監測、礦物質精確定位等。量子授時裝置,如美國國家標准技術研究院(NIST)研製的量子邏輯鍾,是目前世界上精度最高的授時裝置之一。光子源及單光子探測技術可提高光敏探測器的校準精度,用於微量元素的探測。
量子加密通信:安全性更高
傳統加密技術使用密鑰:發送方使用一個密鑰對信息進行編碼,接收方使用另一個密鑰對信息進行解碼,但這樣的密鑰有可能被泄露,從而不可避免地遭到竊聽。不過,信息可以通過量子密鑰分布(QKD)進行加密。在QKD中,關於密鑰的信息通過隨機偏振的光子發送,這限制了光子,使其僅在一個平面中振動。如果此時竊聽者測量信息,量子狀態就團茄會坍塌!只有擁有確切量子密鑰的人,才能夠解密信息。
量子通信還可能應用於虛擬貨幣防偽和量子指紋鑒定等等。未來,量子網路將連接分布式量子感測器,用於全球的地震監測。而在5年—10年內,有望開發出可靠的光子源及相關技術,實現遠距離量子信息傳輸,並推動量子處理器之間數據共享協議的相關理論研究。
量子模擬:建模材料最可能
量子模擬器使用易操控的量子系統,來研究其他難以直接研究的量子系統屬性。對化學反應和材料進行建模是量子模擬最有可能的一個應用。研究者可以在計算機中研究數百萬美元的候選材料,而無需再花費數年、投入數億美元,卻只能製造和定性少量材料。不管目標是更強的飛機用高分子材料、更有效的車用觸媒轉化器、更好的太陽能電池材料和醫學品,還是更透氣的纖維等,開發環節加快將會帶來巨大價值。
基於不同技術的量子模擬器原型已在實驗室環境得到了驗證。
量子計算:未來研究顯神通
量子計算是通過疊加原理和量子糾纏等次原子粒子的特性來實現對數據的編碼和操縱。在過去的幾十年裡,量子計算只存在於理論上,但近些年的研究已經開始出現有意義的結果,開發並驗證了多種量子演算法,研製出了量子計算機實驗原型機,未來的5年—15年裡,我們很有可能製造出一款有實用意義的量子計算機。
量子計算機的出現將給氣候模擬、葯物研究、材料科學等其他科研領域帶來巨大的進步。不過,最令人期待的還是量子密碼學。一台量子計算機將可以破解目前所有的加密方式,而量子加密也將真正無懈可擊。
I. 量子通信安全性討論升級,中科大擺下擂台:竊取密鑰者獎百萬
在理論上絕對安全的量子通信「驚現破綻」?一篇研究量子通信攻防的論文引發廣泛討論,中科大量子通信團隊迅速做出了多重回應,從學理討論升級到實戰演練。
先有中科大量子通信領軍人物潘建偉院士等5名科學家聯名撰文指出所謂的「破綻」早已有解決方案,目前量子通信安全性正在逼近安全系統。3月20日,科大國盾量子技術股份有限公司(下簡稱「科大國盾量子」)更宣布提供商用量子密鑰分發產品,擺設擂台,成功竊取到量子密鑰的攻擂者將獲獎100萬元人民幣。
潘建偉的學生「擊穿最強加密之盾」?
這篇觸發量子通信安全性討論的文章由某微信公眾號在3月12日翻譯加工自《麻省理工 科技 評論》,題為《量子加密驚現破綻:上海交大團隊擊穿「最強加密之盾」,實驗成功率竟高達60%!》。
文章介紹了一項上海交通大學金賢敏組收錄於預印本網站、尚未正式發表的論文成果。
值得一提的是,金賢敏是潘建偉的學生,2004年至2010年在中科大讀博並從事博士後工作。
量子通信的本質是將信息編碼在光子上。由於量子力學獨特的態疊加和不可克隆性質,任何試圖截獲讀取光子的竊聽者都會破壞光子上的信息,竊聽行為就此暴露。因此,量子通信在理論上是一種絕對安全的通信手段。
然而,由於現實中存在一些設備和工程學上的限制,難以百分百復制完美的理想情況。因此,自量子通信被提出以來,不少學者就試圖通過研究「竊聽」的現實可行性以推動該領域的安全性。
該文章畝橋襪寫道:「上海交通大學研究團隊近來在經過不斷的實驗與嘗試之後,發現了現有量子加密技術可能隱藏著極為重大的缺陷,攻破這個最強的加密之盾卻不需要什麼神兵利器,而是利用『盾』本身就存在的物理缺陷。這個研究這將可能導致量子加密從原本印象中的堅不可破,轉而變成脆弱不堪。……
目前被廣泛應用在量子通信中的 QKD(Quantum Key Distribution,量子密鑰分發)方法並不完美,研究團隊通過將具有不同種子頻率的光子注入激光腔來改變激光頻率的方法,進而觀察注入光子的半導體激光器的動態,最終居然獲得高達 60%的信息盜取成功率。」
論文作者:攻擊,是為了讓量子密碼無懈可擊
金賢敏表示,報道中有一些不夠准確和深入的部分消段。他的文章在理論上提出了一種針對量子密鑰分發實際系統源端物理漏洞的攻擊方案,並通過實驗數據驗證可行。這個工作提醒並強調,為了更高的安全性,實際量子密鑰分發系統中源端的高對比度的光隔離不僅不可或缺,而且要非常大。目前的實際系統中,有的光源已經採取了高對比度的光隔離,但有的光源還沒有。
「我們的工作並不否認量子密鑰分發理論上的絕對安全性,相反正因為量子加密提供了理論上的絕對安全,使得人類追尋了幾千年的絕對安全通信幾近最終實現。而我們不斷的針對實際系統的物理安全漏洞問題的研究正是為了這個絕對安全性變得更加可靠。攻擊,是為了讓量子密碼更加安全、無懈可擊。」 金賢敏寫道。
5名科學家聯合撰文:正在逼近理想系統
由於「此文在微信號發布後,國內很多關心量子保密通信發展的領導和同事都紛紛轉來此文詢問我們的看法」,3月14日,中科大的徐飛虎、張強、潘建偉和清華大學的王向斌、馬雄峰等5名量子科學家聯合撰文對量子通信安全性進行了科普。
文章指出,量子密鑰分發逐步走向實用化研究,出現了一些威脅安全的攻擊,這並不表示安全性證明有問題,而是因為實際量子密鑰分發系統中的器件並不完全符合理想協議的數學模型。歸納起來,針對器件不完美的攻擊一共有兩大類,即針對發射端--光源的攻擊和針對接收端--探測器的攻擊。
金賢敏組的實驗工作就屬於對光源的木馬攻擊。這類攻擊早在二十年前就已經被提出,而且其解決方案就正迅激如他本人宣稱的一樣,加入光隔離器這一標準的光通信器件就可以了。
按照文章中的攻擊方案,需要使用約1000瓦的激光反向注入。5名科學家認為,如此高能量的激光,無論是經典光通信還是量子通信器件都將被破壞,這就相當於直接用激光武器來摧毀通信系統,已經完全不屬於通信安全的范疇了。
「總之,雖然現實中量子通信器件並不嚴格滿足理想條件的要求,但是在理論和實驗科學家的共同努力之下,量子保密通信的現實安全性正在逼近理想系統。目前學術界普遍認為測量器件無關的量子密鑰分發技術,加上自主設計和充分標定的光源可以抵禦所有的現實攻擊。」
量子通信龍頭企業「邀您來攻擂」
3月19日,濟南量子技術研究院在官網上發布了量子通信擺「安全擂台」的消息。
該院表示,量子通信行業內普遍認為,量子密鑰分發技術已知的現實安全性漏洞都已具有可靠的防禦措施。即便如此,他們對量子密鑰分發的安全性實踐,依然保持「大膽假設,小心求證」的審慎態度,而且,從科學的角度,客觀的分析和嚴謹的實驗是應有之義。
濟南量子技術研究院聯合科大國盾量子共同建成了量子攻防實驗室。在攻防實驗室里,被攻擊的系統為由科大國盾量子生產的一對高速量子密鑰分發設備,包括一台發送端和一台接收端。
濟南量子技術研究院成立於2011年5月,在全球首條商用量子保密通信干線「京滬干線」的建設、運行過程中扮演了重要的節點作用。近日獲批的《濟南市量子信息產業發展規劃》提出,到2030年,濟南將實現量子信息產業規模300億元,具備千億級產業發展能力。目前,濟南高新區已在中心區規劃佔地面積230畝的量子谷,分三期打造。
3月20日,科大國盾量子也在官方微信號上發布了「安全擂台」的消息:「耳聽為虛,眼見為實。歡迎來到現實世界!究竟量子密鑰分發的安全性如何?是的確如其支持者所言那樣不怕竊聽,還是像某些傳言所說的那樣,在實際中的安全性未經檢驗脆弱不堪?」
科大國盾量子計劃舉辦系列擂台,在第一期擂台中,由科大國盾量子生產的一對發送端和接收端被安置在同一個房間內,連接設備的光纖鏈路則被完全開放地放在另一個房間內,任攻擊者處理,最後以攻擊者能成功獲得最終密鑰且不被通信雙方察覺為判定標准。
成功攻擊並竊取到量子密鑰的攻擂者,將獲得國盾量子提供的100萬人民幣獎金。
基於潘建偉團隊的研發力量,成立於2009年的科大國盾量子已經崛起為量子通信龍頭企業。公開資料顯示,中科大資產經營有限責任公司目前持股18%,為公司第一大股東;潘建偉持股11.01%,緊隨其後。潘建偉團隊核心成員、中科大研究員彭承志擔任董事長。
據介紹,擂台舉辦期間,組織方將通過網路實時更新活動進展、活動花絮,並邀請國盾量子的量子專家、安全專家和國際標准專家,做一些科普工作,普及量子技術、量子通信、量子密鑰分發、量子「黑客」等各個方面的知識。