美國(guó)華盛頓郵報(bào)網(wǎng)站1月3日?qǐng)?bào)道，美國(guó)國(guó)家安全局正斥資8000萬美元研發(fā)用于破解加密技術(shù)的量子計(jì)算機(jī)。分析人士表示，早前谷歌等計(jì)算機(jī)巨頭就已宣布參與研發(fā)量子計(jì)算技術(shù)，如今美國(guó)國(guó)家安全局斥巨資研發(fā)量子技術(shù)，將進(jìn)一步推動(dòng)全球的量子研究熱。而美國(guó)物理學(xué)會(huì)《物理》雜志于2013年12月30日公布了2013年度國(guó)際物理學(xué)領(lǐng)域的十一項(xiàng)重大進(jìn)展，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授及其同事張強(qiáng)、馬雄峰和陳騰云等“利用測(cè)量器件無關(guān)量子密鑰分發(fā)解決量子黑客隱患”的研究成果位列其中。在此背景下，A股市場(chǎng)中“量子”概念股可適當(dāng)關(guān)注。

美斥巨資進(jìn)行量子研究

據(jù)美國(guó)國(guó)安局前外聘員工斯諾登提供的文件稱，美國(guó)國(guó)安局正在研發(fā)一種“用于密碼技術(shù)的量子計(jì)算機(jī)”。該計(jì)劃隸屬一項(xiàng)名為“滲透硬目標(biāo)”的研發(fā)計(jì)劃，該項(xiàng)目資金為7970萬美元，合作方是馬里蘭大學(xué)帕克分校的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，雙方簽有保密合同。

一直以來，量子計(jì)算機(jī)都是醫(yī)學(xué)、密碼學(xué)等諸多科學(xué)領(lǐng)域研發(fā)的目標(biāo)。通過量子計(jì)算技術(shù)，所有形式的公鑰加密都可以被破解，這其中就包括許多安全網(wǎng)站使用的技術(shù)，以及保護(hù)國(guó)家機(jī)密設(shè)置的加密。

物理學(xué)家與計(jì)算機(jī)科學(xué)家一直懷疑，即美國(guó)國(guó)安局研究成果的先進(jìn)程度，遠(yuǎn)超民間的實(shí)驗(yàn)室。目前尚不知曉該項(xiàng)目的進(jìn)展如何，但斯諾登提供的文件顯示，美國(guó)國(guó)安局在該項(xiàng)目上的進(jìn)展并不比學(xué)術(shù)界領(lǐng)先，尚談不上具體實(shí)施。

該文件指出，美國(guó)國(guó)安局的部分研發(fā)工作是在“法拉第籠”中進(jìn)行的。法拉第籠是一種大型的、配置屏蔽措施的設(shè)備，可以防止電磁能外泄。文件稱，這是“量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)的必備工具?！?/p>

據(jù)悉，量子計(jì)算的基本理論來自“量子疊加”原理，即物體可以同時(shí)以各種狀態(tài)存在。普通的計(jì)算機(jī)使用二進(jìn)制位，也就是0或1；而量子計(jì)算機(jī)則使用量子位，或稱量子比特，可以同時(shí)是0和1。

從理論上說，在普通計(jì)算機(jī)上，無論計(jì)算速度有多快，每次也只能進(jìn)行一次計(jì)算。而量子計(jì)算機(jī)在解決問題時(shí)，則有機(jī)會(huì)省去一些不必要的計(jì)算，從而更快更有效地找到答案。量子計(jì)算機(jī)可以輕松破解包括RSA算法在內(nèi)的最強(qiáng)加密技術(shù)。RSA加密之所以被普遍使用，是因?yàn)閮蓚€(gè)大質(zhì)數(shù)的乘積非常難分解，破解這種加密需要找到這兩個(gè)質(zhì)數(shù)。普通計(jì)算機(jī)在有限時(shí)間內(nèi)是不可能完成這種任務(wù)的。

據(jù)介紹，理論上，大型量子計(jì)算機(jī)可以以快得多的速度破解1024位的加密密鑰。雖然一些互聯(lián)網(wǎng)公司已經(jīng)轉(zhuǎn)而使用2048位的密鑰，但在量子計(jì)算機(jī)面前仍被認(rèn)為是不堪一擊的。據(jù)外媒報(bào)道，2013年5月份谷歌宣布購(gòu)買全球第二臺(tái)D-Wave量子計(jì)算機(jī)。谷歌將與NASA和大學(xué)研究機(jī)構(gòu)共同分享這臺(tái)電腦，并將用這臺(tái)量子計(jì)算機(jī)建立位于美國(guó)宇航局艾姆斯研究中心的量子人工智能實(shí)驗(yàn)室。谷歌宣布正與美國(guó)國(guó)家航空和宇宙航行局(NASA)合作組建量子人工智能實(shí)驗(yàn)室，而該實(shí)驗(yàn)室將使用量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)方面的研究。

中國(guó)量子技術(shù)領(lǐng)跑全球

據(jù)悉，美國(guó)物理學(xué)會(huì)《物理》雜志于2013年12月30日公布了2013年度國(guó)際物理學(xué)領(lǐng)域的十一項(xiàng)重大進(jìn)展，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授及其同事張強(qiáng)、馬雄峰和陳騰云等“利用測(cè)量器件無關(guān)量子密鑰分發(fā)解決量子黑客隱患”的研究成果位列其中。

《物理》雜志以“量子勝利的一年——但還沒有量子計(jì)算機(jī)”為題報(bào)道了中國(guó)科學(xué)家成功解決量子黑客隱患這一重要成果。盡管量子計(jì)算機(jī)仍然是遙遠(yuǎn)的未來，但是2013年科學(xué)家們卻報(bào)道了一系列量子信息和量子通信領(lǐng)域的勝利。在量子密碼方面，兩個(gè)獨(dú)立的研究組報(bào)道了一種新的加密手段，可以提供絕對(duì)的安全性，以解決量子黑客隱患。潘建偉等解決量子黑客隱患的研究成果發(fā)表在2013年9月24日出版的國(guó)際權(quán)威物理學(xué)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上，得到了包括美國(guó)《科學(xué)》雜志、美國(guó)物理學(xué)會(huì)《物理》雜志和英國(guó)著名新聞刊物《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》在內(nèi)的多家歐美科技新聞媒體的專題報(bào)道。

這是潘建偉及其同事在量子通信和量子計(jì)算領(lǐng)域的研究成果第十次入選歐洲物理學(xué)會(huì)或美國(guó)物理學(xué)會(huì)國(guó)際物理學(xué)“年度重大進(jìn)展”，也標(biāo)志著我國(guó)在量子通信研究方向上繼續(xù)保持著國(guó)際領(lǐng)先地位。

計(jì)算機(jī)三巨頭均參與量子研發(fā)

早前就有媒體報(bào)道，谷歌研究人員哈特穆特內(nèi)文發(fā)表博文稱，公司方面希望量子計(jì)算技術(shù)可以推動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的發(fā)展，進(jìn)而在疾病治療、跟蹤氣候變化和開發(fā)語音識(shí)別技術(shù)方面發(fā)揮作用。新系統(tǒng)可能的用途包括更好地解決空中交通管制、機(jī)器人，以及任務(wù)規(guī)劃和調(diào)度等領(lǐng)域的問題。

而自1999年以來，加拿大公司D-Wave就一直從事量子計(jì)算技術(shù)的研究，且是唯一銷售量子計(jì)算機(jī)硬件的廠商。由D-Wave生產(chǎn)的一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)將安裝在美國(guó)宇航局艾姆斯研究中心—距離谷歌位于山景城的公司總部不遠(yuǎn)，這臺(tái)量子計(jì)算機(jī)由非盈利機(jī)構(gòu)大學(xué)空間研究協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)管理。

目前，IBM和微軟等許多科技公司都在投入研究量子計(jì)算技術(shù)。而早在去年，攔在量子計(jì)算技術(shù)的最后一道障礙—毫秒相干時(shí)間，被IBM研究院的研究員正式攻破。2012年2月在波士頓T.J. Watson研究中心召開的年度美國(guó)物理學(xué)界年會(huì)（APS）上，IBM方面宣布該項(xiàng)技術(shù)獲得三大突破，這使得該項(xiàng)技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)商品化。下一步IBM計(jì)劃設(shè)計(jì)出可行的量子計(jì)算機(jī)元器件，包括固有誤差探測(cè)和修正鄰近設(shè)備。

而據(jù)海外媒體報(bào)道，黑莓投資人邁克拉扎里迪斯和道格弗萊金也曾表示再次聯(lián)手投資一億美元，以培育足以引領(lǐng)下一波計(jì)算領(lǐng)域浪潮的量子科學(xué)技術(shù)，并將其商用化。

量子計(jì)算技術(shù)或引爆人工智能革命

據(jù)介紹，2012年量子計(jì)算技術(shù)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的性能相當(dāng)，到2014年，將可以解決任何非量子計(jì)算機(jī)均無法解決的特定問題。

“量子位數(shù)量每年翻番”的別稱是羅斯定律，這是依據(jù)D-Wave創(chuàng)始人羅斯的名字命名而成。分析人士指出，這是一條更加陡峭的增長(zhǎng)曲線，一旦量子計(jì)算機(jī)的能力超越傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，后者將永遠(yuǎn)無法趕超量子計(jì)算機(jī)。

目前，量子技術(shù)在認(rèn)知科學(xué)上已經(jīng)取得進(jìn)展，這令人們可以在工程系統(tǒng)中嘗試模仿人類的學(xué)習(xí)方式，并為建造表現(xiàn)和模仿人類智能的工程系統(tǒng)服務(wù)。這種智能不僅僅是說做事情更快，而且還要模仿人類的創(chuàng)造力、判斷力等。而光量子芯片具備運(yùn)算速度快、體積微小的特點(diǎn)，應(yīng)用于納米級(jí)機(jī)器人的制造、各種電子裝置中以及嵌入式技術(shù)中；不僅如此，其應(yīng)用范圍還包括衛(wèi)星航天器、核能控制等大型設(shè)備、中微子通信技術(shù)、量子通信技術(shù)、虛空間通信技術(shù)等信息傳播領(lǐng)域，以及未來先進(jìn)軍事高科技武器和新醫(yī)療技術(shù)等高精端科研領(lǐng)域。