據(jù)南華早報(bào)消息，近日，中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)利用加拿大D-Wave公司的量子計(jì)算機(jī)成功破解了一些當(dāng)前最廣泛使用的加密算法。這一成就不僅標(biāo)志著量子密碼學(xué)的重大進(jìn)展，也對(duì)包括銀行和軍隊(duì)在內(nèi)的關(guān)鍵部門(mén)長(zhǎng)期采用的密碼保護(hù)機(jī)制構(gòu)成了“實(shí)質(zhì)性的威脅”。
據(jù)悉，由中國(guó)上海大學(xué)王超領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在同行評(píng)審的論文中報(bào)告稱(chēng)，他們使用D-Wave Advantage量子計(jì)算機(jī)成功破解了包括Present、Gift-64和Rectangle在內(nèi)的基礎(chǔ)加密算法。這些算法都基于SPN（置換置換置換網(wǎng)絡(luò)）結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是軍事和金融領(lǐng)域廣泛使用的高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（AES）的基礎(chǔ)的一部分。
例如，AES-256被認(rèn)為是最好的加密方式，通常被稱(chēng)為軍用級(jí)加密。
根據(jù)這項(xiàng)研究，雖然確切的密碼尚未立即可用，但它比以往任何時(shí)候都更接近。
他們?cè)谕性u(píng)審的論文中說(shuō)：“這是第一次真正的量子計(jì)算機(jī)對(duì)當(dāng)今使用的多個(gè)全面的SPN結(jié)構(gòu)算法構(gòu)成真正的實(shí)質(zhì)性威脅。”。
該研究結(jié)果已于9月30日發(fā)表在中國(guó)計(jì)算機(jī)聯(lián)合會(huì)（CCF）主辦的中文學(xué)術(shù)期刊《中國(guó)計(jì)算機(jī)雜志》上。
加拿大量子計(jì)算公司D-Wave Systems最初設(shè)計(jì)了D-Wave Advantage量子計(jì)算機(jī)來(lái)解決一些實(shí)際問(wèn)題。該機(jī)器已被洛克希德馬丁公司用于測(cè)試戰(zhàn)斗機(jī)控制軟件，被谷歌用于圖像識(shí)別任務(wù)，與密碼解密沒(méi)有直接聯(lián)系。
據(jù)了解，D-Wave Advantage量子計(jì)算機(jī)采用了一種名為量子退火的算法，該算法模擬了加熱然后冷卻以使金屬變硬的冶金過(guò)程。它能夠快速解決數(shù)學(xué)難題。它的工作原理就像引導(dǎo)球在有丘陵和山谷的地形中找到最低點(diǎn)。傳統(tǒng)算法探索穿過(guò)這片地形的每一條可能的路徑，要求球反復(fù)上下攀爬，類(lèi)似于退火過(guò)程中的溫度變化。然而，在量子世界中，由于量子隧穿效應(yīng)，球可以直接隧穿到最低點(diǎn)。因此，量子退火算法可以快速接近最佳整體解。
王超在他的論文中將其描述為類(lèi)似于“具有全局優(yōu)化解決方案能力的人工智能算法”。他的團(tuán)隊(duì)將該算法與傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一種新的計(jì)算架構(gòu)。
一位不愿透露姓名的量子計(jì)算專(zhuān)家表示：“D-Wave Advantage特別擅長(zhǎng)解決二進(jìn)制優(yōu)化問(wèn)題。這項(xiàng)研究的意義在于將現(xiàn)實(shí)世界的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為量子計(jì)算機(jī)可以處理的二進(jìn)制優(yōu)化問(wèn)題”。
盡管取得了這些進(jìn)步，王超也指出了量子計(jì)算目前的局限性。他說(shuō)，它有很大的潛力，但受到環(huán)境干擾、硬件不發(fā)達(dá)以及單一攻擊算法無(wú)法針對(duì)多個(gè)加密系統(tǒng)的阻礙。
隨著量子計(jì)算領(lǐng)域的發(fā)展，預(yù)計(jì)未來(lái)會(huì)有進(jìn)一步的突破。
王超在論文中說(shuō)：“通過(guò)這一探索，有望在未來(lái)建立一種將人工智能算法與量子效應(yīng)和數(shù)學(xué)方法相結(jié)合的計(jì)算架構(gòu)。”。
編輯：芯智訊-浪客劍
